國家/地區與語言選擇
Chip_Stage
Jennifer Lieb

微晶片如何在 TRUMPF 技術下誕生

有它們,現代世界幾乎無法運轉:微晶片。從製造到完成,一顆微小的高效能晶片需要經歷 2000 多個製程步驟,耗時數月。TRUMPF 參與其中眾多製造環節——往往不為人所見,卻不可或缺。無論是在德國、波蘭、美國、日本還是中國大陆,TRUMPF 的員工都在多個據點致力於推動未來技術的發展。那麼,這樣一顆微小的高效能晶片究竟是如何誕生的?TRUMPF 又在哪些製造環節中發揮作用?帶您一探這項全球最複雜製造工藝之一的幕後。

一切都始於一種看似普通的原材料:矽。矽由石英砂在大型熔爐中熔融,形成圓柱形晶體。隨後,這些晶體會被切割成極薄的圓片,即所謂的晶圓。每片晶圓直徑約 30 cm,大小相當於一張家庭披薩,是後續製造數百甚至數千顆晶片的基礎。

矽的特殊之處在於,這種材料同時具備導電與絕緣特性。因此,矽有時可以導電,有時則不導電——取決於其加工方式。正因如此,矽被稱為「半導體」。

Blanker_Wafer

起初,晶圓不過是一張光滑的圓盤,但正是它,最終將轉變為數百甚至上千顆晶片。

一層一層的結構逐步構築出現代電子的「大腦」

現在,高科技製造階段正式開始。在電漿腔體中,首先會有一層導電或絕緣材料沉積在晶圓表面。為此,TRUMPF 的發生器提供精確可控的能量, 並將電壓、頻率與電流精確控制在製程所需的範圍內。

隨後,晶圓會被塗覆一層感光材料, 以便為晶片製造的核心製程——光刻做好準備。接著,透過高能量的極紫外(EUV)光進行精準曝光,在光刻膠中刻畫出微細結構。在此製程環節中,TRUMPF 在全球範圍內發揮關鍵作用:其高效能雷射是該技術不可或缺的核心組件之一,特別是在高效能微晶片製造中。

接著,透過電漿蝕刻製程去除已曝光區域,從而在材料中形成極為精細的導電線路。在這一過程中,TRUMPF 的發生器同樣發揮重要作用,用於精確控制這些複雜的蝕刻製程。

Generator

TRUMPF 的發生器對電能進行精確調控,將電流、電壓與頻率精確控制在設定範圍內。

EUV_Laser_Teil

晶片製造的核心之一:全球最強脈衝工業雷射的關鍵組件,為 EUV 光刻提供光源基礎。

EUV_Licht

極紫外(EUV)光透過精準曝光,在光刻膠中刻畫出用於形成導電線路的微細結構。

奈米級精密製造

接下來是所謂的「摻雜」製程,即將其他元素的原子(通常為硼或磷)引入到正在形成的微晶片特定區域中。在此過程中,TRUMPF 的發生器同樣確保製程所需的精度。這些外加原子會改變矽的導電特性, 從而實現對電流的精準控制——既可導通,也可阻斷。由此奠定了電腦數位邏輯的基礎:0 或 1,即電流通過或被阻斷。

當第一層結構完成後,透過化學機械研磨製程將晶圓表面再次拋光至鏡面狀態。隨後,整個流程重新開始:沉積、曝光、蝕刻、拋光——如此反覆數十次。就這樣層層堆疊,逐步構築出彼此連接的微結構,其尺寸比一粒沙子小數百萬倍。

Wafer

一片晶圓最多可製造出數千顆獨立晶片。

在此過程中,量測系統會定期進行品質檢測——其中同樣會用到雷射技術。首先在製造過程中進行檢測,隨後在負載與溫度條件下進行測試。這一點至關重要,因為即便是最微小的缺陷,也可能導致包含數百萬顆晶片的整批產品報廢。 

當最後一層完成後,雷射會將晶圓分割成數百甚至數千個單獨晶片。隨後,這些晶片會逐一安裝至電路板上,並封裝於保護外殼中。在此過程中,雷射亦發揮輔助作用,例如用於開接觸孔、焊接導線或標記序號。經過最終檢測後,這些微小元件最終以成品微晶片的形式,應用於智慧型手機、汽車或醫療設備之中。

Key_Visual
了解更多 TRUMPF 在半導體製造領域的解決方案

沒有 TRUMPF,就沒有人工智慧。我們的雷射與電漿解決方案是現代半導體製造的支柱。從 EUV 光刻技術到先進封裝:凡是孕育未來的地方,都有我們的技術。無論是沉積、曝光還是蝕刻——凡是追求創新與進步的地方,都離不開 TRUMPF。與此同時,我們更進一步思考:我們的解決方案不僅要帶來卓越效能,也要兼顧資源高效利用的製程。  攜手領先的技術合作夥伴,我們持續推動創新,重塑整個產業。

了解更多

建立日期 2026/05/06
您可能对此也感兴趣:
Gispen_Stage