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2022-08-03|閱讀時間 ‧ 約 4 分鐘

矽砂到晶片- AI世代的ㄅㄆㄇ

    █什麼是矽砂 ( Silica Sand ？)
    矽砂(二氧化矽砂 SiO₂)， 也稱為石英砂，白砂或工業砂。矽砂必須包含
    至少95％的SiO₂和少於0.6％的氧化鐵。如果沙子不符合此標準，
    它將被稱為通常的“常規”沙子。
    矽砂==經300多個步驟,純化成矽(矽棒), 矽純度須達99.9999％
    ==切片成矽晶圓
    ==半導體工廠製成 CPU DRAM GPU MPU SoC ……
    █半導體製程
    半導體製程可大致分成六個步驟：
    1.晶圓在熔爐中加熱到高溫，當矽與氧反應時產生二氧化矽層
    2.施加一層光刻膠，在真空中旋轉晶圓，以確保覆蓋均勻，然後烘烤乾燥
    3.通過晶圓上的每個晶片或晶片簇一次，使晶片通過照相掩模或膠片
    暴露於紫外光。使用稱為“步進器(stepper)”的機器在每次曝光之間移動晶片
    4.施加鹼性溶液，溶解暴露在紫外線下的光刻膠。
    5.氫氟酸用於溶解已洗掉光致抗蝕劑的氧化層部分
    6.施加溶劑以去除殘留的光刻膠，從而留下電路圖案化的氧化層
    ●製程中使用的各種氣體
    █ IC 製程的核心設備 : ASML 光刻機
    【TIPS】ASML在台四大夥伴帆宣(6196)、公准精密(3178)、信邦(3023)、大銀(4576)
    █何謂半導體奈米級(尺寸)
    以 MOS 元件為例,奈米指的是閘極 (Gate)的厚度尺寸
    █半導體晶片業的三大營運模式 (Business Model)
    ● IDM（Integrated Device Manufacture）模式
    集晶片設計、晶片製造、晶片封裝和測試等多個產業鏈環節於一身；
    早期多數集成電路企業採用的模式；目前僅有極少數企業能夠維持。
    優勢：設計、製造等環節協同優化，有助於充分發掘技術潛力；
    能有條件率先實驗並推行新的半導體技術（如FinFET）。
    劣勢：公司規模龐大，管理成本較高；運營費用較高，資本回報率偏低。
    此類企業：三星、德州儀器（TI）。
    ●Fabless（無工廠晶片供應商）模式
    只負責晶片的電路設計與銷售；將生產、測試、封裝等環節外包。
    優勢：資產較輕，初始投資規模小，創業難度相對較小；
    企業運行費用較低，轉型相對靈活。
    劣勢：與IDM相比無法與工藝協同優化，因此難以完成指標嚴苛的設計；
    與Foundry相比需要承擔各種市場風險，一旦失誤可能萬劫不復。
    此類企業：海思、聯發科（MTK）、博通（Broadcom）。
    ●Foundry（代工廠）模式
    只負責製造、封裝或測試的其中一個環節；不負責晶片設計；
    可以同時為多家設計公司提供服務，但受制於公司間的競爭關係。
    優勢：不承擔由於市場調研不准、產品設計缺陷等決策風險。
    劣勢：投資規模較大，維持生產線正常運作費用較高；需要持續投入維持工藝水平，
    一旦落後追趕難度較大。
    此類企業：TSMC、UMC、Global Foundry。
    【TIPS】半導體產業鏈
    【視頻】Chip Manufacturing - How are Microchips made?
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