芯片制造流程详解，具体到每一个步骤

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硅晶圆制造：

将多晶硅制成硅晶圆。硅晶圆又可分成单晶硅晶圆与多晶硅晶圆两种。一般来说，IC制造用的硅晶圆都是单晶硅晶圆，而太阳能电池制造用的硅晶圆则是单晶硅晶圆与多晶硅晶圆皆有。一般来说，单晶硅的效率会较多晶硅高，当然成本也较高。

硅晶圆。资料来源：台湾研准股份有限公司

(2)IC设计

前面提到硅晶圆制造，投入的是石英砂，产出的是硅晶圆。IC设计的投入则是「好人」们超强的脑力(和肝)，产出则是电路图，最后制成光罩送往IC制造公司，就功德圆满了！

不过，要让理工科以外的人了解IC设计并不是件容易的事(就像要让念理工的人了解复杂的衍生性金融商品一样)，作者必需要经过多次外出取材才有办法办到。这里先大概是一下观念，请大家发挥一下你们强大的想像力！

简单来讲，IC设计可分成几个步骤，依序为：规格制定 → 逻辑设计 → 电路布局 → 布局后模拟 → 光罩制作。

规格制定：

品牌厂或白牌厂(没有品牌的品牌厂)的工程师和IC设计工程师接触，并开出他们需要的IC的规格给IC设计工程师 (譬如说，第一个脚位和第二个脚位相加要等于第九个脚位)。讨论好规格后，工程师们就开始快乐的工作啰！

逻辑设计：

藉由软件的帮助，工程师们终于完成了逻辑设计图了，来看一下：

控制器逻辑图，资料来源：这里

所谓的「逻辑」设计图，就是指它是由简单的逻辑元件构成，而不是由半导体种类这篇提到的恶心的半导体电路元件 (如二极体、电晶体等，忘记得去复习一下喔！)所构成。什么是逻辑元件呢？像是AND Gate(故名思意，两个输入都是1的话，输出才是1，否则输出就是0)，OR Gate(两个输入只要有一个输入是1，输出就是1)等。逻辑元件会在IC设计单元再和大家做进一步的介绍。

电路布局：

基本上，就是利用软件的帮助，把友善的逻辑设计图，转化成恶心的电路图。如图：

积体电路图。图片来源：ddvip

大家应该很熟悉吧！里面大部分都是我们在半导体种类是到的二极体和电晶体啰！

布局后模拟：

就是再经由软件测试看看，结果是不是和当初「规格制定」是一样的结果啰！

光罩制作：

电路完成后，再把电路制作成一片片的光罩就大功告成啰！完成后的光罩即送往IC制造公司。来看一下光罩长什么样子吧！

光罩。图片来源：这里

(3) IC制造

IC制造的流程较复杂，但其实IC制造就只做一件事而已：把光罩上的电路图转移到晶圆上。它的过程其实和传统相片的制造过程非常类似 (当然，精密度差太多了)！你如果上网google一下「IC制造」，会看到很多火星文的资料，保证你看不懂那些流程到底代表什么意思。

IC制造的步骤是这样子的：薄膜→光阻→显影→蚀刻→光阻去除，然后不断的循环数十次。我们来看一下示意图

IC制程。图片来源：财报狗产业分析师Jeff

薄膜：

镀上金属(实际上不一定是金属)

光阻：

在晶圆上涂上一层光阻(感光层)

显影：

用强光透过「光罩」后照在晶圆上。这样的话，除了「电路」该出现的部分，其余光阻的部分是不是都照到光了？

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