芯片到底是怎么做出來的？
文/小伊評科技芯片是怎么做出來的，這個問題問的很大也很復雜，估計就算是芯片行業(yè)的從業(yè)者都不一定能完全準確的將芯片的設計過程講清楚，而且就算是講清楚最后也可能會成為晦澀難懂的“專業(yè)文章”，對于普通讀者來說也猶如看天書一般，專業(yè)有余易讀性較差，那么本文就通過比較簡單生動的描述來給大家還原一下一款芯片從無到有的全過程 。
一片芯片從無到有的全過程大概可以分為四個步驟——“芯片設計”“晶圓生產”“芯片光刻”“成片測試以及芯片封裝”這四個步驟，本文也就從這四個步驟講起給你還原一個真實的芯片從無到有的全過程 。第一步·芯片電路設計目前大家所熟知的高通，華為海思，蘋果，聯發(fā)科等等這些半導體企業(yè)其實本質上都是一個個的芯片設計商，專業(yè)術語叫做集成電路設計公司，他們的工作是設計芯片本身的電路圖，架構（某些低端芯片可能能做到自設自產）你可以簡單地理解為他們就是建筑行業(yè)當中的設計院，是畫圖紙的 。
一款芯片在設計之初，首先需要確定芯片的規(guī)格結構以及用途，這一步叫做規(guī)格制定 。就像大家在搭建樓房時要首先確定這棟樓房里面有幾梯幾戶，戶型大小，用途之類的工作一樣這一步直接決定了處理器最終的形態(tài) 。就拿麒麟990 5G來說，麒麟990 5G在芯片前期規(guī)劃的時候就已經決定要將5G基帶和CPU，GPU等集成在一起，所以在盡心芯片設計的時候就需要考慮合理的分配CPU，GPU以及5G基帶的資源（為了集成5G基帶華為不惜將芯片的面積做大，削減原本可以分配給CPU以及GPU的資源）在規(guī)格制定之后就需要進行前端以及后端設計了，這一步需要前端設計工程師采用硬體描述語言(HDL)根據前期規(guī)劃的要求將芯片的結構用代碼語言描述出來（其實很類似于程序員寫代碼）在這一步還需要考慮采用什么指令集（相當于是處理器世界當中的操作系統(tǒng)），對應的采用什么架構等等，是一個非常復雜的過程 。
在完成了準確無誤的HDL Code之后，就需要交由放入電子設計自動化工具(EDA tool)中生成成真實的電路圖（EDA設計軟件被美國公司所主導，我國尚且沒有類似工具所替代）然后經過反復的測試論證之后就會生成一個復雜完整的總的電路圖，如下圖所示，基本上接近于芯片真實的樣子了，如下圖示 。這就是一套比較完整的芯片設計的總過程，看似簡單但是很多流程是非常的繁瑣以及復雜的，需要耗費大量的人力物力成本，尤其是牽扯到高端芯片電路設計的時候復雜程度會呈現幾何倍的增長 。
第二步·晶圓生產其實咱們目前所見到的芯片都是由沙子一步步處理而來，沙子雖然足夠廉價但是其處理的過程那可是相當的復雜 。首先是通過對沙子進行高溫脫氧，提取沙子中的硅元素，然后經過一系列高精度的提純等過程得到一塊高精度的硅錠或者硅柱，然后再對硅柱進行橫向的切割就得到了芯片生產時所必須要用到的一片一片的硅片 。
這里面的難點就在于硅元素的提純，因為芯片對于硅元素的純度要求非常高需要達到99.999999999%以上，如此高精度的提純工藝可不是一個簡單的工程 。目前掌握高端晶元生產工藝的多背日本，韓國以及臺灣等企業(yè)所壟斷，我國的晶圓生產工藝尚在爬坡的過程中 。第三步·利用光刻技術在晶圓板構建芯片的核心結構在芯片設計的第一步大家應該已經知道了，芯片設計廠商會將一款芯片的電路圖通過設計軟件進行設計，那么如果將這部分設計稿最終展現在一塊小小的晶圓上呢？這就需要用到光刻的技術了，他們會在晶圓上覆蓋一層光刻膠（被日本壟斷）然后利用光刻膠會被光腐蝕而不會被腐蝕液腐蝕，金屬會被腐蝕液腐蝕而不會被光腐蝕等特性在硅晶圓上進行非常復雜細致的“雕刻”和“打磨”工作，經過反復的離子注入、清除光刻膠、電鍍、表面鍍銅、拋光、切割、檢測等程序等等一系列步驟之后，一款芯片的雛形就已經誕生了 。
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