半导体作为我国最重要的产业之一，

每年为全球贡献近五千亿美金的产值，

可以毫不夸张的说，

半导体技术无处不在。

1.石英砂

硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的硅砂（尤其是石英）最多包含25％的硅元素，以二氧化硅（SiO₂）的形式存在，这也是半导体制造产业的基础。

注：经查阅相关文献，半导体用石英砂要求粒度20-200目，外观白色或结晶色。耐高温、热膨胀系数小、高度绝缘、耐腐蚀、独特的光学特性，二氧化硅含量99.5-99.9%，氧化亚铁≤0.005%，氧化铁≤0.001%。

2.硅熔炼

12英寸/300毫米晶圆级，通过多步净化得到可用于半导体知道质量的硅，学名电子级硅（EGS），平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。下图展示的是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭（ingot）。

3.单晶硅锭

整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度 99.9999％。

4.硅锭切割

横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆 （Wafer）。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形的了吧？

5.晶圆

切割出的是晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子。事实上，intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企业那里直接购买成品，然后利用直接的生产线进一步加工，比如现在主流的45nm HKMG（高K金属柵极）。值得一提的是，intel公司创立之初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50毫米。

6.光刻胶（Photo Resist）

下图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。

光刻一：光刻胶层随后透过掩模（Mask）被曝光在紫外线（UV）之下，变得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预 先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到的电路图案是掩模上图案的四分之一。

光刻二：由此进入纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小，一个针头上就能放下大约3000万个。

7.溶解光刻胶

光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。

8.蚀刻

使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。

9.清除光刻胶

蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好的电路图案。

10.光刻胶

再次浇上光刻胶（蓝色部分），然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料。

11.离子注入（ion implantation）

在真空系统中，用经过加速的，要掺杂的院子的离子照射（注入）固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。

12.清除光刻胶

离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域（绿色部分）也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同。

13.晶体管就绪

至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连。

14.电镀

在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极走向负极。

15.铜层

电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层。

16.抛光

将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。

17.金属层

晶体管级别，留个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多层高速公路系统。

18.晶圆测试

内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。

19.晶圆切片（Slicing）

晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核（Die）。

20.丢弃瑕疵内核

晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核就被抛弃，留下完好的准备进入下一步。

21.单个内核

内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。

25.装箱

根据等级测试结果将同样级别的处理器放在一起装运。制造、测试完毕的处理器要么批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里进入零售市场。