"中國芯"竟是這樣造出來的...zt

你知道嗎？一張隻有指甲蓋大小的芯片上，往往集成了幾十億個元件，精度要求達到了頭發絲的千分之一甚至萬分之一，涉及無數個前沿核心技術，這也是人類精密製造的極限之一。

這就是芯片。在高倍的電子掃描鏡下，芯片被放大一萬倍，你能看到它的結構就像是立交橋和高速公路，隻是，這一條條金屬線路隻有幾十個納米。







一根頭發絲的直徑大約是10微米，一納米相當於頭發絲的萬分之一，到底有多細，各位自己想像吧，反正肉眼是看不見啦。







15年前，中國的芯片行業流傳這樣一句話，除了水和空氣以外，其它全是從國外進口的。攻克芯片製造中一個個技術難點，這既是國家的重要戰略，也是中國芯片產業鏈上所有人的夢想。



今天給大家講三個人的故事，他們都有著相似的經曆，海歸、國家千人計劃引進的人才，但最重要的是他們的背後，有著中國芯片產業不斷崛起的先鋒力量。



王淑敏的神秘液體
作為一名化學博士，在美國學習工作的十幾年裏，王淑敏的大部分時間都是穿著潔淨服在實驗室度過的。







這像牛奶一樣的液體叫做化學機械拋光研磨液，這就是王淑敏他們研發的產品。







這是芯片製造的一道關鍵工序——研磨。芯片裝入研磨頭，研磨液流入研磨墊，通過化學和機械的作用，把芯片上不需要的物質快速去除掉。



芯片的研磨拋光，磨平的地方需要磨到極致，不能磨的卻絲毫不能損傷，這個極致的標準是人類頭發絲的幾千分之一。











研磨液技術門檻高、研發周期長，投入大，目前全球隻有六七家公司能夠生產。



2007年以前，研磨液這種材料全部依靠進口。而當時價格最高的研磨液，一桶才200升可價格高達7000美元，相當於當時石油價格的60倍。







王淑敏和她的團隊已經努力了13年,終於研發出具有中國自主知識產權的研磨液，打破國外企業的壟斷局麵。







姚力軍的特殊材料
這個類似餅狀的金屬材料，叫高純度濺射靶材，它是半導體芯片製造中的關鍵材料。目前全球隻有四家公司掌握這種材料的製造工藝。







作為全球範圍內掌握高純金屬及濺射靶材關鍵技術的核心專家之一，11年前，已經在日本工作的姚力軍帶著技術回到國內。當時，這個技術領域，中國還是空白。所有高純金屬靶材都需要進口。







這些金屬靶材，最核心的是它的純度。一般的金屬能達到99.8的純度，而製作芯片需要的金屬純度是99.999。



金屬靶材的金屬原子被一層層濺射到芯片上，再利用特殊的工藝把它們切割成金屬導線。芯片的信息傳輸全靠這些金屬導線。











你知道嗎？這種金屬因為太純了，指甲輕輕一劃就會有劃痕，任何細微的瑕疵都會導致這一塊價值上萬美元的靶材報廢。











我們平時生活的一個立方米空氣當中，0.25微米大的灰塵顆粒物，一般有20萬個左右。



在這個百級淨化車間，每立方米空氣中0.25微米大小的顆粒物必須少於100個。靶材就是在這樣的空間裏進行嚴格清洗和包裝。







尹誌堯的高端設備
在美國矽穀從事半導體行業20多年的尹誌堯，在世界最大的百億美元的半導體設備企業——美國應用材料公司擔任總公司副總裁，曾被譽為“矽穀最有成就的華人之一”。



然而，13年前，60歲的尹誌堯放棄了美國的百萬年薪，回國創業，他要在芯片製造設備領域與國際巨頭直接競爭，取得一席之地。











這裏是世界上防塵等級最高的精密設備生產潔淨室。

這些工程師們正在研發製造的是生產半導體芯片的設備—等離子體刻蝕刻蝕機。











等離子體刻蝕機是在芯片上進行微觀雕刻，一台刻蝕機每年要刻百萬萬億個又細又深的接觸孔或者線條，每個線條和深孔的加工精度是頭發絲直徑的幾千分之一到上萬分之一。











在米粒上刻字的微雕技藝，一般能刻200個字已經是極限，而等離子刻蝕機在芯片上的加工工藝相當於米粒上能夠刻10億字的水平。這，是加工工藝的極限。







尹誌堯的團隊能研發生產10納米到7納米的設備已經與世界最前沿技術比肩。



這些團隊精英中，上百人都是美國和世界一流的芯片和設備企業的技術骨幹，大都有著20到30多年半導體設備研發製造的經驗。而且這些工程師們必須有著物理、化學、機械、工程技術等50多種專業知識背景。







如果把製造芯片比作蓋高樓，那麽尹誌堯的刻蝕機是在“地麵上挖溝砌牆”，姚力軍的靶材再將這些溝槽填滿金屬導線，而王淑敏的研磨液再對這些“建築”做表麵處理。芯片的製造涉及幾百種工藝、上千種材料，我國芯片製造技術的突破還僅僅隻是邁出了一小步。

如果你還想知道，現在世界上最先進的芯片是多少納米？5年後最智能的手機將用上怎樣的芯片？一定要鎖定3月11日21:50央視財經《感受中國製造》第五集——中國“芯”力量。