秒懂半导体（芯片）制造工艺流程

半导体行业是国民经济支柱性行业之一，是信息技术产业的重要组成部分，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，其发展程度是衡量一个国家科技发展水平的核心指标之一，属于国家高度重视和鼓励发展的行业。

半导体产业链主要包含芯片设计、晶圆制造和封装测试三大核心环节，此外还有为晶圆制造与封装测试环节提供所需材料及专业设备的支撑产业链。

对于大多数人来说，半导体行业高大尚，深奥难懂。其代表了人类最先进的制造科技技术，那么笔者以图文形式，让大家秒懂秒懂半导体（芯片）制造工艺的核心流程。图文主要介绍半导体（芯片）加工的重要工站。

清洁晶圆

目前晶圆清洗bai技术大致可分为湿du式与干式两大类，目前仍以湿zhi式清洗法为dao主流。

1. 湿式清洗技术 湿式清洗技术，是以液状酸碱溶剂与去离子水之混合物清洗晶圆表面，随后加以润湿再干燥的程序。大体分为以下两种：(1) 湿式化学清洗 (2) 湿式程序中清除微粒的技术

2. 干式表面清洗技术 干式晶圆清除技术而言，去除的方式主要有三： (a)将污染物转换成挥发性化合物。 (b)利用动量使污染物直接扬起而去除。 (c)应用加速离子，使污染物破碎。大体分为以下两种：(1) 干式表面污染物清除技术 (2) 干式表面微粒清除技术

清洁晶圆

光刻

光刻工艺主要步骤：

光刻工艺流程

1. 基片前处理为确保光刻胶能和晶圆表面很好粘贴，形成平滑且结合得很好的膜，必须进行表面准备，保持表面干燥且干净，

2. 涂光刻胶涂胶的目标是在晶圆表面建立薄的、均匀的，并且没有缺陷的光刻胶膜。

3. 前烘(软烘焙)前烘的目的是去除胶层内的溶剂，提高光刻胶与衬底的粘附力及胶膜的机械擦伤能力。4. 对准和曝光(A＆E) 保证器件和电路正常工作的决定性因素是图形的准确对准，以及光刻胶上精确的图形尺寸的形成。所以，涂好光刻胶后，第一步是把所需图形在晶圆表面上准确定位或对准。第二步是通过曝光将图形转移到光刻胶涂层上。

5. 显影显影是指把掩膜版图案复制到光刻胶上。

6. 后烘(坚膜)经显影以后的胶膜发生了软化、膨胀，胶膜与硅片表面粘附力下降。为了保证下一道刻蚀工序能顺利进行，使光刻胶和晶圆表面更好地粘结，必须继续蒸发溶剂以固化光刻胶。

7. 刻蚀刻蚀是通过光刻胶暴露区域来去掉晶圆最表层的工艺，主要目标是将光刻掩膜版上的图案精确地转移到晶圆表面。

8. 去除光刻胶刻蚀之后，图案成为晶圆最表层永久的一部分。作为刻蚀阻挡层的光刻胶层不再需要了，必须从表面去掉。

离子注入

离子植入技术可将掺质以离子型态植入半导体组件的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（植入）薄膜，到达预定的植入深度。离子植入制程可对植入区内的掺质浓度加以精密控制。基本上，此掺质浓度（剂量）系由离子束电流（离子束内之总离子数）与扫瞄率（晶圆通过离子束之次数）来控制，而离子植入之深度则由离子束能量之大小来决定。

简单说，就是将所注入的气体离子化成为带正电荷的离子束。对离子束用磁场进行筛选后，得到所需要的注入离子，再加速撞击到注入表面，达到注入离子的目的。在这过程中，需要控制好真空度，一般需要超高真空。另外，需要控制好加速能量和注入角度，以控制注入的深浅程度。整个系统需要有精确的电流测量和计算，精密的机械运动控制。因此，离子注入系统是集机械，真空，电子测量，计算机控制，高速数据采集和通讯等一体的复杂精密控制系统。

离子注入

蚀刻

蚀刻bai(etching)是将材料使用化学反应或物理撞击作用du而移除的技术zhi。蚀刻dao技术可以分为湿蚀刻(wet etching)和干蚀刻(dry etching)两类。湿蚀刻就是利用合适的化学溶液腐蚀去除材质上未被光阻覆盖（感光膜）的部分，达到一定的雕刻深度。蚀刻精度高，则可以完成精度要求更高的精细零件的加工，扩大蚀刻应用的范围。目前已经使用的蚀刻液类型有六种类型：酸性氯化铜、碱性氯化铜、氯化铁、过硫酸铵、硫酸/铬酸、硫酸/双氧水蚀刻液。

蚀刻

晶圆切割

晶体硅在加工出来之后，bai为了方便光du雕设备，所以有zhi一定的规格，一般是盘状dao的，很大一片；成品芯片的面积很小（例如CPU的芯片面积差不多和小拇指的指甲那么大，CPU算是我见到最大的芯片了），光雕是批量的，一大块上全部雕好之后，就需要一块一块切下来，然后继续加工，然后测试，封装，包装等等.....

晶圆切割

知识点来了：来，5分钟阅读让你了解半导体的情况

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午间一则消息，让半导体成为风口浪尖，内容是中、美两国半导体协会宣布成立中美半导体产业技术和贸易限制小组，以推动两国半导体产业发展。今天我就带大家一起盘点下半导体的一些情况，看是否在理清脉络的前提下有助于投资。

首先，了解整个半导体行业先要知道什么是芯片，芯片是指含有集成电路（IC）的硅片。它并不是在我们生活中能经常见到的东西，它们大部分存在我们的设备里面，比如手机、汽车、电器等。

一个芯片是这样被生产出来的：在自然界中存在的是含硅的石头，这些石头通过一个类似洗衣机的机器，经过离心力和化学反应提纯就成了单晶硅棒。单晶硅棒一般是圆柱体形状的，太厚了，再通过切割工艺切成薄薄的圆片，就是晶圆。最后在晶圆上集成电路，就是芯片了。流程图如下：

半导体行业的产业链分为三大块：上游是半导体原材料；下游是各类市场需求，包括终端电子产品，包括手机、汽车、通讯设备等。中游就是包括芯片集成电路的IC设计、制造、封测三大环节，属于核心环节；

据世界半导体贸易统计(WSTS)的统计，2018年，全球半导体营收创下纪录，达到4680亿美元，2019年由于存储器市场的周期性调整，下滑至4123亿美元。由于新冠病毒疫情对全球经济和供应链的影响，WSTS预测，2020年全球半导体营收微增至4260亿美元，2021年将回升至4520亿美元。

基于19年整个产业需求减少，相关的个股都一直处于调整状态，直到7月后，判断产业拐点出现的时候，才逐步开始恢复上涨。

从应用范畴来看，汽车和工业和消费电子领域仍有不少成长空间，特别是汽车领域。那未来半导体空间有多大呢？前瞻研究所认为未来10年整个半导体行业能达到复合10%以上的增长率，到2030年，单中国的供应体量就超过目前全球的金额。

来看看各各领域的芯片龙头：

一、芯片设计类：

1、$紫光国微(002049)——国内压电晶体元器件领域的领军企业，产品涵盖智能卡芯片、特种行业集成电路、FPGA和存储器芯片等。

2、$景嘉微(300474)——军用GPU（JM5400型图形芯片），主营业务为高可靠军用电子产品的研发、生产和销售。

3、$大唐电信(600198)——子公司联芯科技（LC1860芯片-中低端产品）、恩智浦（车灯调节器芯片、门驱动芯片、电池管理芯片）、大唐微电子（金融IC卡—国内唯一一家自有模块封装产线的芯片商）为旗下三家半导体设计提供商。

4、$欧比特(300053)——SOC、芯片式卫星等；国内航空航天控制芯片龙头（S698系列芯）。

5、$北京君正(300223)——自主创新的XBurst CPU核心技术——MIPS架构M200芯片。

6、$汇顶科技(603160)——全球领先的单层多点触控芯片、全球首创的触摸屏近场通信技术Goodix Link、全球首家应用于Android手机正面的指纹识别芯片、全球首创的Invisible Fingerprint Sensor(IFS)、全球首创支持玻璃盖板的指纹识别芯片、全球首创应用于移动终端的活体指纹检测技术Live Finger Detection。

7、$士兰微(600460)——完全自主知识产权的单芯片 MEMS高性能六轴惯传感器。

8、盈方微——合作开发腾讯Ministation芯片。

9、$上海贝岭(600171)——BL6523单相计量芯片。

10、$中颖电子(300327)——AMOLED驱动IC唯一量产厂商。

11、$兆易创新(603986)——国内存储芯片设计龙头厂商之一。

12、$三安光电(600703)——LED芯片龙头。

13、$圣邦股份(300661)——模拟芯片供应商。另外还有诸如国科微、中科创达、科大国创、中科曙光等一系列智能芯片企业。

二、晶圆制造企业：

1、$北方华创(002371)——国内半导体清洗机、刻蚀机、PVD 龙头；

2、$晶盛机电(300316)——国内光伏、半导体硅晶熔炉龙头；

3、$长川科技(300604)——测试机、分选机细分龙头；

4、$至纯科技(603690)——提纯设备；

5、$联得装备(300545)——自动化生产设备。

三、材料类

1、$隆基股份(601012)——硅晶片生产龙头企业；

2、$上海新阳(300236)——国内晶圆化学品+大硅片领先企业；

3、$强力新材(300429)——国内光刻胶领先企业；

4、$南大光电(300346)——MO 源龙头，特种气体和光刻胶带来新的增长点；

5、$康强电子(002119)——引线框、键合丝等；

6、$菲利华(300395)——石英玻璃、掩模版等；

7、$有研新材(600206)——电子化

四、封装测试

1、$长电科技(600584)：国产半导体封测龙头，整合星科金朋打造世界级先进封装巨头；

2、$通富微电(002156)：国内封测领先企业，收购 AMD 资产实现跨越式发展；

3、$华天科技(002185)：先进封装比例提升，存储芯片封测最大受益者；

4、$晶方科技(603005)：专注 WLCSP 封装，高端封装需求提升，公司有望迎来业绩拐点；

5、$太极实业(600667)：韩国海力士合作，先进封装技术；

6、$精测电子(300567)：国内电子检测行业龙头。

很多说谁谁谁才是芯片的龙头，其实不然，每家公司在半导体行业的某个环节可能都有其龙头地位，这是一个全球协作的时代，越是精密的科技产品，越是有细致的分工，就像一部手机，有做外壳，有做屏幕，有做摄像头，有做软件设计，把这些拆分给专业的公司去制作，然后找到如富士康这种加工厂去组装就做出成品了。如果在里面优中选优的话有一个指标可以作为参考，就是研发投入占比，我国半导体公司的研发投入占比与美国仍有不少差距，因此在经营中越是能控制管理成本但又舍得加大研发投入的公司是值得我们去关注的。

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