自平凡到不凡——手機處理器下篇

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關於手機處理器，首先要知道，晶片設計商像蘋果、高通、聯發科等，他們都不會自己生產晶片，只是負責設計，生產皆是由晶片代工廠進行代工，晶片代工廠從晶圓廠採購晶圓，根據設計好的集成電路圖樣製造晶片，這時的晶片還不能直接使用，得再交由晶片封裝廠進行封裝，然後才成為我們常見的一顆處理器。

比較出名的晶圓廠有三星、鎂光、SK海力士，中芯國際等，代工廠一哥就是經常聽到的台積電了，三星也可以代工生產晶片，記得當初 iPhone 6s 的「晶片門」就鬧得沸沸揚揚。

封裝廠可能大家不是很熟悉，其中台灣的日月光集團算是比較出名的。

那麼在上篇中只聊了沙子到晶圓片的奇妙之旅，接著再來簡單說說晶圓片是怎麼一步一步變成手機處理器晶片的。

晶圓在晶片代工廠里一般得經歷以下幾個步驟才可以成為一顆晶片。

襯底加工及清洗

熱氧化

圖形轉移

摻雜：擴散、離子注入

刻蝕

薄膜工藝：外延、濺射、蒸發

金屬化及多層布線

打磨測試

封裝

這一連串的製作工藝複雜而且繁瑣，有些步驟（如光刻）還得重複幾遍，其目的就是在晶圓片上製造上億個電晶體，形成數量龐大的門電路。

從半導體歷史發展的歷程來看，電晶體的數量與晶片性能是成正比的，著名的「摩爾定律」大家都有印象吧：集成電路的集成度每三年增加四倍，特徵尺寸每三年縮小 1.41421356 。

英特爾的第一個微處理器 4004 僅有 2000 多個電晶體，現在的處理器沒有個幾億電晶體都不好意思說出來了。

我們常用電晶體來泛指半導體單一器件，比如說二極體、三極體、場效應管都泛稱電晶體。

場效應管有很高的輸入電阻、良好的熱穩定性、抗輻射能力強和製造工藝簡單的特點，它在集成電路中應用範圍是比較廣泛的。

由於上述的每一個步驟都可以開一門大學專業課程，涉及的東西實在太多，就不一一細說了，估計大家也看不下。

下面就用圖形化的方式來簡單表達晶圓片裡面一個小小的場效應管是怎麼做出來的。

矽片襯底上通過上述工藝製造出無數個電晶體，然後反覆使用沉積、光刻、刻蝕等步驟進行多金屬層互連，就像這個剖面圖。

最後再針對每塊晶片進行測試，測試完畢後就切割成小塊的晶片，交由封裝廠進行封裝，就成為了一顆可用的處理器。

縱觀整一個過程，從石英砂變成處理器著實不易，拋開前期的晶片設計不談，單單其中關鍵的晶圓製造技術、光刻技術、封裝技術都需要大量的技術投入，不是隨意一家公司就能搭起整個工藝流程的，國產龍芯發展了這麼多年，依然跟不上英特爾等巨頭的腳步，和這些技術的掌握程度有密切關係。

科技是一直向前發展的，我們也期待在不久的將來，能夠使用上更多更強勁的國產晶片。

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