芯片生产步骤自主现状说明芯片设计根据工程院士倪光南的说法：中国做的不错,目前中国的芯片设计企业非常多，有统计数据说达到1400多家。可见，中国芯片设计已经百花齐放，根据中国工程院院士倪光南的说法：在芯片设计方面，中国干的不错。华为海思芯片设计已经是顶尖水平芯片属于体积小，但高精密度极大的产品。想要制作芯片，设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核，最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。沙硅分离这些毋庸置疑是中国的强项，在这里不再赘述。所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步，就是要将沙子中的硅分离出来。硅提纯在将硅分离出来后，其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯，已达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。将硅铸锭提纯之后，要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为1千克，硅的纯度达到了99.9999%。晶圆处理光刻（Photolithography）2019 年以来，ASML 对中国内地销售额呈现持续增长态势，2022 年中国内地销售额占比达 14%。上海微电子光刻机技术在国内领先，目前已可量产 90nm 分辨率的 ArF光刻机，28nm 分辨率的光刻机也有望取得突破。光刻机整机：国产 90nm 已攻克，推进 28nm激光光源：浸没式 193nm 准分析激光器突破，EUV 有新进展物镜系统：与海外差距较大，突破 90nm....双工作台：突破 10nm沉浸系统：突破 ArFi光刻胶：目前进展到 KrF，ArF 待突破 涂胶/显影设备：国产突破 28nm是在硅晶圆上制作电子器件（如CMOS、电容、逻辑闸等）与电路，该过程极其复杂且投资极大，以微处理器为例，其制造工序可达数百道，所需加工设备先进且昂贵，动辄上千万美元一台。对制造环境无尘室（Clean-room）的要求极严苛，温度、湿度与含尘均需严格控制。尽管，各类产品的制造工序稍有不同，但基本工序一般是在晶圆清洗后，进行氧化及淀积，然后反复进行光刻、刻蚀、薄膜淀积及离子注入等工序，最后形成晶圆上的电路1. 光刻：光刻和传统的照相相似，先在晶圆上涂上光刻胶（Photo Resistor），然后曝光掩膜板（Mask），显影光刻胶（Develop），再刻蚀曝光过的区域。于是，晶圆上就留出了刻蚀或离子注入的区域。光刻工艺主要用于定义硅晶圆上的几何图案.2.离子注入: 离子注入就是把晶圆作为一个电极，在离子源和晶圆之间加上高电压，于是那些掺杂离子就会以极高的能量打入晶圆，在晶圆上形成N或P型区域。离子注入后必须对晶圆进行高温退火（Anneal）从而修复离子注入后晶圆的损伤。离子注入主要用于制造不同的半导体区域。3.扩散: 扩散在芯片制造中有两个作用：一是在高温下激活或把杂质注入硅晶圆，二是产生氧化层，产生氧化层的温度为800～1050℃。4. 薄膜淀积: 薄膜淀积是把物质沉积在晶圆表面上。有化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition，CVD）和物理气相淀积（Physical Vapor Deposition，PVD）等方法。化学气相淀积是把几种气体注入硅晶圆之上，进行化学反应后物质淀积在晶圆上。物理气相淀积把一个个原子淀积在硅晶圆上，它是从固相到气相再到固相的过程。5. 刻蚀: 刻蚀是按照掩模图形或设计要求对半导体衬底（Substrate）表面或表面覆盖薄膜进行选择性腐蚀或剥离。刻蚀有湿刻蚀（Wet Etch）和等离子刻蚀（Plasma Etch）两种。湿刻蚀是把硅晶圆浸入某种化学溶液中，把要去掉的物质腐蚀掉。等离子刻蚀则是用高能等离子束把要去掉的物质打掉。6. 化学机械研磨: 为了使硅晶圆的表面在经过加工后仍然平坦，就要对加工后的硅晶圆表面进行研磨。离子注入（Ion Implantation）2023年6月29日，据中国电子科技集团有限公司（以下简称“中国电科”）官方消息，该集团旗下中电科电子装备集团有限公司（以下简称“电科装备”）已实现国产离子注入机28纳米工艺制程全覆盖，有力保障我国集成电路制造行业在成熟制程领域的产业安全。离子注入机是芯片制造中的关键装备。在芯片制造过程中，需要掺入不同种类的元素按预定方式改变材料的电性能，这些元素以带电离子的形式被加速至预定能量并注入至特定半导体材料中，离子注入机就是执行这一掺杂工艺的芯片制造设备。离子注入机由离子源、离子引入和质量分析器、加速管、扫描系统和工艺腔组成，可以根据实际需要省去次要部位。离子源是离子注入机的主要部位，作用是把需要注入的元素气态粒子电离成离子，决定要注入离子的种类和束流强度。离子源直流放电或高频放电产生的电子作为轰击粒子，当外来电子的能量高于原子的电离电位时，通过碰撞使元素发生电离。碰撞后除了原始电子外，还出现正电子和二次电子。正离子进入质量分析器选出需要的离子，再经过加速器获得较高能量，由四级透镜聚焦后进入靶室，进行离子注入。扩散（Diffusion）国内氧化/扩散/退火设备主要厂商为屹唐半导体和北方华创，近年来两家公司分别在技术储备以及客户认证方面取得良好进展。北方华创官网与年报显示，公司氧化/扩散炉各产品型号可以支持 28nm 及以上制程。屹唐半导体 2016 年完成对 Mattson 的收购，Mattson的热工艺处理设备主要为 RTP，产品覆盖全球前十大芯片制造厂商。从订单维度来看，根据中国招标网数据，至 2020Q1，北方华创累计中标长江存储订单一共 39 台，华力集成 3 台和华虹无锡 6 台，Mattson 累计中标长江存储订单一共 2 台，华力集成 2 台和华虹无锡 2 台薄膜淀积（Deposition）近年来我国半导体设备国产化速度快速增长，但从整体看我国半导体行业制造仍需大量进口设备支持，国产化依然处于较低水平。我们统计了 2020 年 1 月 1 日至 2022 年 2 月 13 日国内部分主要晶圆制造产线的薄膜沉积设备招标情况，6 家厂商共招标薄膜沉积设备 1060 台（仅 PVD 和 CVD 类设备），国内厂商中标 58 台，其中拓荆科技中标 40 台（主要为 PECVD 设备），国内市占率为 3.8%；北方华创中标 18 台（主要为 PVD 设备），国内市占率 1.7%。总体来看，目前国内薄膜沉积设备国产化率估计仅 5.5%（按设备数量口径）。刻蚀（Etch）现在主流是水平传送喷淋式蚀刻机，随着中微公司用短短十年时间相继推出了75到7纳米工艺制程的离子刻蚀机设备，标志着国内企业首次打破了西方国家在集成电路高端装备领域的垄断控制，再到5纳米等离子刻蚀机技术，标志着中国在蚀刻机研发领域已经达到了世界一流水平，我国刻蚀设备行业发展迈入新阶段化学机械研磨（Chemical Mechanical Polishing）华海清科的12英寸化学机械抛光设备顺利出货，进入先进封装国际头部企业。大家要注意，这次是进入国际企业的生产线，不是国内企业，所以是一次巨大的突破，也足以证明，国产cmp设备的技术实力已经获得国际大厂认可，达到国际先进水平。晶圆测试国际双巨头泰瑞达（美国）与爱德万（日本）均属于测试机产品线的全能高端选手，在技术和市场占有率均处于绝对领先地位，加上科休，三家全球市占率超85%。测试机所有产品品类中，SoC测试机和存储器测试机总市占率约为80%。其中泰瑞达在SoC测试机领域更有优势，爱德万在存储器测试机上更胜一筹。国内市场方面，华峰测控、长川科技两家分别占据8%和5%的份额，无论从测试机总量的增长态势还是从较低的国产化率来看，国产测试机在国内市场中具有较大的市场发展空间，国产替代前景广阔。是在晶圆完成后，在晶圆上进行的电测试。一般情形下，一片晶圆上只有一种产品。每个晶粒将会一一经过测试，不合格的晶粒被标上记号。然后，晶圆将以晶粒为单位切割成一粒粒独立的晶粒。芯片封装在全球前10大封测企业中，中国企业占据了9家之多，合计拿下了全球64%左右的份额。而中国平面显示领域也已开始逐步攻克，通过中芯国际、联电、华虹等企业的发展，中国制造已经在一定程度上做到了独立利用塑料或陶瓷包装晶粒与配线以成产品；目的是给制造出的电路加上保护层，避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后测试后道测试设备市场规模2020年为60.1亿美元，预计2021/2022年为78/82亿美元，同比增长30%/5%。在后道测试设备中，测试机在整体占比达到63%，其中SoC、存储、模拟、射频测试机占比分别为50%、30%、12%、8%。目前，全球测试设备市场绝大部分被爱德万、泰瑞达、科休等海外厂商占据，国内在模拟测试机上率先突破，国产化率已经达到较高水平，但是在SoC、存储、射频测试机上国产化率依然较低，其中长川科技是国内SoC测试机的龙头，公司产品在核心性能以及指标上接近国外主流水平，在国内IC客户的份额正快速提高。是对封装好的芯片进行测试，以保证其正品率即良率。