芯片为什么没做成圆形？（芯片制造）(一块小小的芯片是如何诞生的)

游客投稿猎奇八卦 2023-09-05 18:26

晶圆制造过程决定了芯片的形状。芯片呈矩形的主要原因是晶圆制造工艺。芯片的主要成分是硅。为了把不起眼的沙子变成比黄金还贵的芯片，初始阶段就要提纯硅。提出了通过高温加热、提纯、过滤等工艺从二氧化硅中获得高纯多晶硅，进而将多晶硅变成纯度高、结构稳

定、电性能好，适合单晶硅片生产的多晶硅。目前工业上这一系列工艺所采用的主要方法是前苏联科学家cut & middot克劳斯是基于1918年发明的蒂普林晶体生长法(CZ)。

CZ法是从硅砂中提取多晶硅，在应时坩埚中高温熔化，然后将小籽晶或晶种放入溶液中。硅溶液遇到单晶硅籽晶后，会在单晶硅籽晶的尾部有序生长。通过控制转速和拉制速度，可以从溶液中拉出不同尺寸的单晶硅棒。由于旋转提升，拉出来的单晶硅棒是圆柱形的，从上面切下来的硅片也是圆形的，称为"威化"。芯片是从晶片上切下来的。单晶硅的制造非常复杂。作为商品，它能切的筹码越多越好。所以把芯片切成方块是最赚钱的选择。

那么问题来了，如果单晶硅棒可以有其他形状，那么芯片也可以有其他形状吗？理论上单晶硅棒可以做成其他形状，不考虑实际利益。因为除了提拉法还有其他方法生产硅棒，比如区熔法。但是，即使生产出其他形状的硅棒，由于后续工艺的原因，得到的硅片也只能是圆形的。因为在切割出硅片后，需要在光刻前给硅片涂上光刻胶。目前，"在行业中被广泛使用；胶铸法"简单来说就是在硅片中心涂上光刻胶，然后旋转硅片。如果硅片是其他形状，很可能会造成有的地方胶水多，有的地方胶水少，大小不均匀。对于任何方向都是轴对称的圆来说，这是不可能的。所以制作其他形状的单晶硅棒最有利可图。切出来的芯片自然是方形的，利润最大。此外，卧式和立式切割方式也使方形产量最高，曲线切割对机床精度更高，成本更高，利大于弊。综上所述，单晶硅棒的生产方式决定了硅片的形状为圆形，圆形的硅片决定了芯片的形状为方形。另外，后续的加工工艺，包括光刻胶的涂覆和光刻，都是基于"威化"标准设计，所以方形芯片是约定俗成的最有利结果。当然，未来还会有其他形状的硅片和芯片吗？就目前情况来看，可以有，但没必要。