之後,純度99%以上的多晶矽,作為原料,繼續在單晶爐中采取高溫成型,旋轉拉伸做成圓形的晶棒。這種晶棒能夠切成很多薄片,切出來的薄片才算晶圓。
以上晶圓矽片的生產過程,已經比傳統的煉鋼、燒玻璃之類的工藝,要複雜的多了。
雖然跟玻璃差不多,都是把沙子燒成更值錢的玩意。但是,矽晶圓的價值,卻是遠遠超過絕大部分的玻璃。
甚至有些晶圓被加工出來的芯片成本,價值堪比同等重量的黃金。即使是最普通的半導體芯片,同等重量體積的價值,也是遠遠超過傳統製造業。
就算僅僅是燒沙子的多晶矽、單晶矽,其實工藝水平也是非常講究的。多晶矽就算了,對於設備和技術要求較低,主要是功耗大,隻要有足夠的能源,製造多晶矽並沒有什麼難度。通常多晶矽,要麼就用來做太陽能發電之類比較低端的半導體部件。
至於更複雜的一點的芯片,根本不會用到多晶矽,隻會用到純度更高的單晶矽。因為,晶圓矽片的純度,是極其影響後續的良品率的。工藝水品越高的晶圓加工,越不會在純度低質量差的低端材料上進行無意義浪費,首先就會純度最好的矽晶作為原料。
也正是因此,為了追求品質的穩定,一般後市高端的晶圓加工廠,不會進口來路不明、質量不知道是否靠譜的晶圓,隻會選擇長期穩定供貨的廠商。
所以,後世的日本儘管在附加值更高的高端芯片加工領域,漸漸的開始落後了。但是作為最基本的矽晶圓材料,絕大部分的高端的芯片工廠,都是優先選擇日本廠商供應的晶圓。
就拿中國半導體行業而言,自己生產的高端的晶圓很少,基本上是中國廠商,製造了全球絕大部分的多晶矽。出口多晶矽到日本,日本廠商拿多晶矽作為材料,提煉出更高級的單晶矽,之後,出口到包括中國在內的全世界的半導體芯片加工行業。
而美國可以光刻機從歐洲進口,晶圓從日本進口,卻依然維持半導體產業領先地位,因為高端的技術標準和設計,是掌握在美國企業手中。再加上,美國政治和軍事上強勢,使得其不怕彆人不賣產品和技術給他。
中國和美國不一樣的,就是彆人真的未必會賣技術給中國。因為,國際上,一堆的技術限製條款,針對最多的就是對中國各項技術、設備和產品的出口限製
而想要指望跟當初中蘇友好時代,第一個五年計劃那樣,全套的引進技術和設備,包教包會,一次性學會很多產業的研發設計、技術標準製定、工人培養、設備製造,這幾乎是不可能的事情了。
做夢想要用錢買到核心技術,也是太過於天真浪漫。實際上,如果隻想要買不想要自己學和自己造,那麼永遠是不能掌握核心技術的。因為,核心技術不是一錘子買賣,更關鍵的是一整套工業體係,能夠自我完善,自我升級,持續的遇到問題和解決問題。而不是買一套現成的工廠流水線和一套設備,就算是掌握了技術了。
以晶圓加工生產而言,就可以分成7個獨立的生產區域:擴散(thermal process)、光刻(photo- lithography)、刻蝕(etch)、離子注入(ion imnt)、薄膜生長(dielectric deposition)、拋光(cmp)、金屬化(metalization)。這7個主要的生產區和相關步驟以及測量等都是晶圓潔淨廠房進行的。生產區都放置有若乾種半導體設備,滿足不同的需要。例如在光刻區,除了光刻機之外,還會有配套的塗膠/顯影和測量設備。
光刻機雖然是技術含量最高的一件設備,但是其他的任何一項工藝,都需要大量配套的設備。
為了分散風險,以及扶持產業鏈的上下遊發展。不少的核心設備,比如刻蝕機、離子注入機等等比光刻機難度更低一些的設備,則直接通過技術轉讓和項目外包的方式,扶持了國內的幾家科研機構專門做這方麵的業務。
另外,像襯底(矽片/藍寶石/gaas等)、光刻膠、電子氣體、濺射靶材、cmp材料、掩膜版、電鍍液、封裝基板、引線框架、鍵合絲、塑封材料等等,也都是扶持相關供應商。這些產業整體規模雖然不大,但是毛利潤很高,隻要能獲取訂單,那麼,都堪稱是暴利。因此,即使是技術要求高,不斷需要投入研發。