芯片主要由硅材料制成，其大小僅有手指甲的一半；一個(gè)芯片是由幾百個(gè)微電路連接在一起的，體積很小，在芯片上布滿了產(chǎn)生脈沖電流的微電路；它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品。集成電路芯片是包括一硅基板、至少一電路、一固定封環(huán)、一接地環(huán)及至少一防護(hù)環(huán)的電子元件。

硅是地殼內(nèi)第二豐富的元素，而脫氧后的沙子，尤其是石英，最多包含25％的硅元素，以二氧化硅的形式存在，這也是半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

另外廣泛應(yīng)用的二極管、三極管、晶閘管、場(chǎng)效應(yīng)管和各種集成電路都是用硅做的原材料。使用單晶硅晶圓用作基層，然后使用光刻、摻雜、CMP等技術(shù)制成MOSFET或BJT等組件，再利用薄膜和CMP技術(shù)制成導(dǎo)線，如此便完成芯片制作。

首先進(jìn)行的是硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級(jí)，通過多步凈化得到可用于半導(dǎo)體知道質(zhì)量的硅，學(xué)名電子級(jí)硅，平均每一百萬個(gè)硅原子中最多只有一個(gè)雜質(zhì)原子。最后得到單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度 99.9999％。

硅錠切割：橫向切割成圓形的單個(gè)硅片，也就是我們常說的晶圓 。切割出的是晶圓經(jīng)過拋光后變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當(dāng)鏡子。沙子的使命才得以結(jié)束，剩下的經(jīng)過復(fù)雜的技術(shù)加工后才能形成芯片。

硅儲(chǔ)量極為豐富，在地殼中，氧元素占到了49.4%，硅則憑借構(gòu)成地殼總質(zhì)量的26.4%，成為了第二豐富的元素。想象一下，把地球的三分之一拿來做芯片，恐怕是做到天荒地老也用不完啊。所以根本不用擔(dān)心造芯片會(huì)把硅用光。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈可以大致分為設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)等上游環(huán)節(jié)、中游晶圓制造，以及下游封裝測(cè)試等三個(gè)主要環(huán)節(jié)。半導(dǎo)體材料是產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)中非常重要的一環(huán)，在芯片的生產(chǎn)制造中起到關(guān)鍵性的作用。根據(jù)半導(dǎo)體芯片制造過程，一般可以把半導(dǎo)體材料分為基體、制造、封裝等三大材料，其中基體材料主要是用來制造硅晶圓半導(dǎo)體或者化合物半導(dǎo)體，制造材料則主要是將硅晶圓或者化合物半導(dǎo)體加工成芯片的過程中所需的各類材料，封裝材料則是將制得的芯片封裝切割過程中所用到的材料。

當(dāng)時(shí)的電子管計(jì)算機(jī)太過笨重，重達(dá)30噸，占地170平方米，一小時(shí)耗電量差不多等于現(xiàn)在中國城市家庭小半個(gè)月的用量。所以為了改善這種局面，才研發(fā)了晶體管計(jì)算機(jī)，也就是我們現(xiàn)在所用的芯片的前身技術(shù)，而硅正是因?yàn)閮?chǔ)量大、性質(zhì)穩(wěn)定才成為了做芯片的主要原材料。但是想要把隨處可見的沙子變成芯片，卻是一個(gè)極其復(fù)雜的工程，像是現(xiàn)在華為被美國制裁，高端芯片就難以為繼。

高純的單晶硅是重要的半導(dǎo)體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導(dǎo)體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導(dǎo)體。p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體結(jié)合在一起形成p-n結(jié)，就可做成太陽能電池，將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。在開發(fā)能源方面是一種很有前途的材料。

文章整合自：織夢(mèng)財(cái)經(jīng)、中文網(wǎng)、數(shù)碼大本營

審核編輯：鄢孟繁