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晶圓為何能成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)！(2)

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2025-11-05 14:20:22  今日頭條

種出“完美的圓柱”

這種經(jīng)過提純之后的硅，是多晶硅。接下來，還需要把它變成單晶硅。

簡(jiǎn)單來說，單晶硅具有完美的晶體結(jié)構(gòu)，有非常好的性能。多晶硅，晶粒大、不規(guī)則、缺陷多，各種性能都相對(duì)差。所以，芯片這種高端貨，基本都使用單晶硅。光伏那邊，可以用多晶硅。

工人們將多晶硅在高溫下熔化成液體，然后將一顆微小的“籽晶”浸入熔體中，并以極其緩慢的速度旋轉(zhuǎn)、提拉。

隨著籽晶的“生長(zhǎng)”，硅原子會(huì)像搭積木一樣，嚴(yán)格按照籽晶的晶體結(jié)構(gòu)排列，最終形成一根巨大、光滑、完美的圓柱形“單晶硅錠”。這個(gè)過程必須在絕對(duì)真空和高溫下進(jìn)行，任何微小的震動(dòng)或雜質(zhì)都會(huì)導(dǎo)致前功盡棄。

從“圓柱”到“圓片”

晶圓為什么是圓的？答案就在這根圓柱形的硅錠上。接下來，這根硅錠會(huì)被精密切割機(jī)（類似精密的“面包切片機(jī)”）切割成一片片厚度不到1毫米的薄片。

目前主流的切片方式，是采用帶有金剛線的多線切割機(jī)，也就是用線上固定有金剛石顆粒的鋼絲線，對(duì)硅段進(jìn)行多段切割。這種方法的效率高、損耗少。

▲金剛線鋸

切片有時(shí)候也會(huì)采用內(nèi)圓鋸。內(nèi)圓鋸則是內(nèi)圓鍍有金剛石的薄片，通過旋轉(zhuǎn)內(nèi)圓薄片切割晶錠。內(nèi)圓鋸的切割精度和速度相對(duì)較高，適用于高質(zhì)量晶圓的切割。

▲內(nèi)圓鋸

但剛切下的薄片還很粗糙。它們必須經(jīng)過研磨、化學(xué)腐蝕和“化學(xué)機(jī)械拋光”等多道工序。這個(gè)拋光過程堪稱“吹毛求疵”，最終的晶圓表面必須光滑到“如鏡面一般”。

至此，一塊空白的“晶圓”——芯片的“畫布”——才算正式誕生。它還不是芯片，但它已是承載一切運(yùn)算奇跡的基石。

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