什么是芯片，芯片的组成材料有什么

自迅分享时间：2024-03-06 05:26:02

以前的电子产品内部存在着成百上千个电子元件，占用了巨大的空间，这导致了当时电子产品体积庞大、耗电量高等问题。于是芯片就这样被研发出来了。那么今天小编在这里给大家整理一下芯片的相关知识，我们一起看看吧!

什么是芯片，芯片的组成材料有什么

芯片的组成材料有什么?

芯片的原料是晶圆，硅又是晶圆的组成成分，硅主要由由石英沙所精练出来，晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%)，接着是将这些纯硅制成硅晶棒，成为制造集成电路的石英半导体的材料，将其切片就是芯片制作具体所需要的晶圆。晶圆越薄，生产的成本越低，但对工艺就要求的越高。

可能会有人问了，半导体有这么多，为什么会选择硅来生产芯片呢?其实选择硅作为芯片原材料的原因主要有以下几点：

1、硅作为地球第二多的元素，很容易就能找到提纯的原材料，并且硅相关的处理工艺已经发展了几十年，相对其他元素来说已经很成熟了。

2、硅的价格便宜，易于推广。

3、硅的化学性质稳定，因此制造出来的芯片稳定性也较强。

不过由于近期全球半导体短缺的情况出现，已经有部分公司开始用氮化镓来代替硅作为芯片的原材料。

氮化镓有着比硅更宽的带隙，因此其生产的器件有着更小的晶体管和更短的电流，超低电阻和电容能够将速度大幅度的提升。氮化镓在射频器件和电力电子器件的制造上比硅更具优势，能够用来制造5G技术所使用的的高频无线电波脉冲芯片组，并且氮化镓的耐热性也高于硅，另外氮化镓作为一种加工副产品，它的生产成本较低，并且交货时间快，产能高，故此已经有不少国家开始重视起了镓这种元素。

芯片制造的难点

芯片可以说是汇聚了人类科技巅峰的产物，它的制造过程也是十分困难，主要难处在以下两点：

1、材料

虽然制造芯片的硅元素很常见，但是用于制造芯片的晶圆纯度要求达到99.99999%以上，95%以上高纯度的电子级硅晶圆都被全球15家晶圆厂所垄断，光刻用的光刻胶作为一种顶级工业的产物，绝大多数也是被大厂所垄断。

2、光刻

芯片制造过程中，需要以纳米级的工艺将线路刻在晶片上，这无疑是相当困难的。而这部分工艺需要用光刻机来完成。光刻机能通过将光束透过有着电路图的光罩通过透镜微缩在晶圆上，当晶圆收到光照射时，涂在上面的光刻胶将发生变化，然后将感光的光刻胶去除，这样就在晶圆上留下了一层电路，这便是光刻最基本的步骤。而目前能够生产光刻机的厂商只有ASML、尼康、佳能等寥寥几家，ASML占据了全球光刻机89%的市场，顶级的EUV光刻机只有ASML才能生产，而ASML又从许多国家进口零件设备才能生产顶级光刻机，目前EUV光刻机可以说是有价无市。