芯片制造过程

从硅到芯片
将硅粉研磨成细末，将细末在1400℃的熔炉中熔化并制成圆柱形锭，然后将它们切成薄片，最终得到的产品称为晶圆，晶圆切割的过程就像切碎黄瓜一样。最终，几十个矩形电路被刻印在工厂流水线中的每个晶圆上，例如纽约州Global Foundries运营的晶圆厂。从晶圆厂，芯片开始进入地球之旅。
▲芯片制造过程
“我们拥有所有公司想要制造的任何[电子]设备的印刷机，” Global Foundries（格罗方德半导体）的洁净室工程师Chris Belfi说。

芯片体型很小，即便是灰尘或毛发等细微物质都会破坏其复杂的电路。

为了避免污染微电子产品，广阔的晶圆工厂车间必须是无菌的。六个足球场大小的芯片生产区域比手术室还要清洁数千倍，昏暗的黄光照明能防止紫外线辐射破坏生产过程中使用的某些化学药品。实验室工作人员和工厂技术人员从头到脚穿上了白色防护服，戴着口罩和护目镜，就在这看起来有些令人毛骨悚然的照明色调中开展工作。
▲芯片生产环境

在洁净室内，大多数操作都是由真空密封的机器人自动执行，它们之间的零件在吊装的单轨上活动。根据设计的不同，每个芯片可能需要1,000至2,000个步骤才能生产出来。

每个进入工厂车间的空白晶圆成本要几百美元。当它们离开晶圆厂时，身上已经印有数十亿个晶体管，身价已经涨了一百多倍。Global Foundries制造的大多数芯片最终都用于手机或称为GPU的专业硬件中，这些硬件为视频游戏，AI和加密货币挖掘提供动力。

健身追踪器、智能冰箱和智能扬声器等互联设备（统称为物联网）是另一个不断增长的终端设备系列。贝尔菲说：“人们总是希望和更多的东西联系在一起。”

▲经过层层改造，硅进入电子设备中

硅旅程的下一个阶段通常是运送到在其它国家的电子制造商手中。Global Foundries中央工程总监Isabelle Ferain说：“我为成为半导体行业的一员感到自豪，该行业为加强世界各地人们之间的联系做出了贡献。” “当我观察每天使用的电子设备时，都能从中看到我们正在研究的技术。”

半导体是仅次于飞机，汽车和石油的第四大出口商品。半导体行业的大部分收入都用于开发新产品。

研究领域中投入最高的行业有两个，一个是制药业，另一个就是半导体。Ferain说：“我们正身处改变着改变世界的行业。”

这样说来，芯片制造商密切保护自己的技术秘密也就不足为奇了。“知识产权是半导体行业的命脉，”半导体行业协会的约翰·诺弗说。

但是很多国家正在努力发展半导体技术。中国是世界上最大的半导体消费国，但使用的芯片中只有一小部分是自制的。

2017年，中国进口了价值2600亿美元的芯片，这是该国最大的单一进口商品。中国半导体未来的目标是更加自给自足，到2020年能生产40％的自研半导体器件，到2025年这一指数能达到70%。因此，越来越多的中国公司正在生产自己设计的芯片。
芯片开封实验室介绍，能够依据国际、国内和行业标准实施检测工作，开展从底层芯片到实际产品，从物理到逻辑全面的检测工作，提供芯片预处理、侧信道攻击、光攻击、侵入式攻击、环境、电压毛刺攻击、电磁注入、放射线注入、物理安全、逻辑安全、功能、兼容性和多点激光注入等安全检测服务，同时可开展模拟重现智能产品失效的现象，找出失效原因的失效分析检测服务，主要包括点针工作站（Probe Station）、反应离子刻蚀（RIE）、微漏电侦测系统（EMMI）、X-Ray检测，缺陷切割观察系统（FIB系统）等检测试验。实现对智能产品质量的评估及分析，为智能装备产品的芯片、嵌入式软件以及应用提供质量保证。

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