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2025-11-08 1
文 | 金锐点
编辑 | 金锐点
11月2日凌晨,安世半导体中国公司的一份公告,在科技圈一下子炸开了锅,它的荷兰母公司,居然单方面决定停止向东莞封装测试工厂供应“晶圆”。
这波“左手断右手”的操作看着就反常,可谁也没想到,它竟让“晶圆”这个原本只在行业里流传的名词,一下走进了公众视野。
大家每天用的手机、家里的冰箱空调、开的汽车,里面都装着芯片,可很少有人知道,芯片能造出来,全靠晶圆撑着,东莞工厂干的封装测试,是芯片落地前的最后一道工序,没有晶圆,这条生产线就跟“无米下锅”一样,根本转不起来。
为啥这波断供能精准卡住东莞工厂的脖子?晶圆到底是个啥“宝贝”,能成半导体产业链的命门?面对荷兰方面的狠招,中国芯片企业又拿出了哪些“家底”破局?
荷兰母公司这波断供,看着像一次普通商业决策,实则一下就击中了产业链的薄弱处,对东莞安世的封装测试工厂来说,晶圆不是啥普通配件,而是生产中绕不开的核心基底。
封装测试这活儿,说通俗点就是给做好的芯片做“最终体检”和“穿保护衣”,工厂拿到的晶圆,早不是空白圆片了,上面布满了数以百亿计的微型晶体管,密密麻麻排着成百上千个相同的芯片裸片。
工厂要做的,就是用探针一个个测裸片合不合格,再把大圆片切成独立的小芯片,最后装进黑色外壳、焊上引脚,让它能顺利装在电路板上用。
没有晶圆,测试、切割、封装这些环节全成了空谈,就像服装厂有机器、有工人,却没布料,再巧的手艺也做不出衣服。
东莞工厂的困境,刚好说明晶圆在半导体产业链里的特殊地位,它是芯片的“母体”,所有运算奇迹都得在这张“画布”上孕育,没它,再先进的封装测试技术也白搭。
这断供不是供应链出了意外,是荷兰母公司主动选的,现在全球半导体竞争越来越烈,这操作更像一次精准的“卡脖子”,想靠控制核心部件,打乱中国企业在产业链里的布局。
但他们可能没料到,中国芯片产业早不是只能被动挨打的样子,面对断供,不少企业已经亮出了自己的“家底”。
可能很多人不知道,撑起现代科技的晶圆,最初的原料就是咱们随处可见的沙子,沙子主要成分是二氧化硅,里面有硅,但纯度太低,根本没法直接造芯片,从沙子变成能装芯片的晶圆,得经历一场堪比“点石成金”的蜕变,每一步都藏着极高的技术门槛。
要做晶圆,第一步得先“点沙成硅”,也就是提纯,不是随便抓把沙子就行,行业里一般用含硅量高的石英砂矿石,先把石英砂放进1400℃以上的高温熔炉,跟碳源起反应去掉氧,提炼出纯度98%以上的冶金级工业硅。
这还不够,半导体芯片对硅的纯度要求高得吓人,得达到99.9999999%到99.999999999%,也就是9到11个9,平均每一百万个硅原子里,最多只能有一个杂质原子,要达到这标准,还得用氯化反应和蒸馏工艺反复提纯,最后才能得到电子级硅。
这种高纯度硅既能造芯片,也能用于光伏太阳能发电,只不过光伏对纯度的要求远没这么严。
提纯后的硅是多晶硅,晶粒大、形状乱,缺陷多,性能满足不了芯片需求,接下来得把它变成单晶硅,这种硅晶体结构完美,性能特别好,就像搭得整整齐齐的积木,而多晶硅更像一堆乱积木。
工人会把多晶硅加热熔成液体,把一颗微小的籽晶浸进熔体里,以极慢的速度旋转、提拉,硅原子会顺着籽晶的晶体结构排队排列,最后长成一根巨大、光滑的圆柱形单晶硅锭,这过程得在绝对真空和高温下进行,稍微一点震动、一粒杂质,之前的努力就全白费了。
单晶硅锭做好后,就该变晶圆了,晶圆是圆的,正因为它是从圆柱形硅锭上切下来的,工人会用类似精密面包切片机的设备,把硅锭切成厚度不到1毫米的薄片,现在主流的切割方式是金刚线多线切割,用粘了金刚石颗粒的钢丝线同时切出多片晶圆,效率高、损耗小。
要是对晶圆质量要求高,就用内圆锯,内圆镀了金刚石的薄片转着切割,精度和速度都更有优势,刚切下来的薄片表面粗糙,还得经过研磨、化学腐蚀、化学机械抛光等多道工序,直到表面光滑得跟镜子一样。
到这一步,一块空白晶圆才算真正做好,它还不是芯片,却是承载所有芯片运算的硬底子。
要是把空白晶圆比作一张等着创作的“画布”,那晶圆厂就是专门在这画布上画复杂“画儿”的工坊,而光刻机,就是这工坊里最核心的“画笔”,像台积电、中芯国际这些知名企业,干的就是在晶圆上“画画”的活儿,画的是集成电路。
不过,画之前得先有“设计图”,英特尔、AMD、英伟达这些芯片设计公司,会根据不同需求设计出复杂的电路图,再把这张图做成光掩模,它就像老式胶卷相机里的底片,上面记着所有电路细节。
接下来就是繁琐又关键的“绘制”过程,得反复做“涂胶、曝光、显影、蚀刻、离子注入”这一套流程,要重复上百次,耗时好几个月,涂胶,是在晶圆表面均匀涂一层对光敏感的光刻胶。
用光刻机发出的光束穿过光掩模,把电路图案投到光刻胶上,被光照到的部分会发生化学变化,显影,把变了样的光刻胶洗掉,电路图案就清晰留在晶圆表面了。
蚀刻或沉积,用化学气体或等离子体,把没被光刻胶护住的地方多余的硅“刻”掉,或者长出新的材料层,比如铜导线、绝缘体,最后一步离子注入,在特定区域掺点其他元素,改变硅的导电性能,这样就能造出晶体管,芯片的核心“开关”了。
一次次循环下来,就像用3D打印一层一层盖楼,原本光滑的晶圆表面,慢慢布满了数以百亿计的微型晶体管和连接线,变成一座座密密麻麻的“微缩城市”,这时候的晶圆,已经不是空白画布了,上面满是成百上千个相同的芯片。
之后,这些晶圆会送到东莞安世这样的封装测试工厂,经过测试、切割、封装,最终变成咱们在电子产品里看到的芯片。
面对荷兰母公司这波断供的狠招,中国芯片企业并没慌,这些年,咱们早悄悄攒下了不少“家底”,一条自主可控的产业链正在加速成型。
从全球格局看,中国大陆的晶圆代工产业正处在从“追赶”到“并跑”的关键阶段,不可否认,在最先进的2纳米、3纳米制程上,咱们和国际顶尖水平还有差距,但在成熟制程、特色工艺、化合物半导体这些领域,中国企业已经实现局部领先,差距还在不断缩小。
像很多日常电子产品,比如家电、汽车上用的芯片,都能用成熟制程生产,完全能满足市场需求。
产能布局上,中国的势头也特别猛,根据《2025全球及中国半导体制造市场预测和产业分析》报告里说的,未来三年,随着71座300mm晶圆厂陆续投产,中国大陆将占据全球近三成的产能份额。
300mm晶圆是现在市场的主流规格,尺寸越大,单块晶圆上能切的芯片就越多,生产成本也越低,这些新建工厂投产,会大幅提升中国晶圆的自给能力。
技术攻关方面,中国企业也没停下脚步,在晶圆制造的关键环节,从硅料提纯到单晶硅锭制造,从切割抛光到光刻蚀刻,一批企业已经实现技术突破,打破了国外企业的长期垄断。
比如生产电子级硅,国内企业已经能稳定产出9个9以上纯度的产品,切割工艺上,金刚线多线切割技术已经大规模应用,效率和损耗都达到了国际先进水平。
除了技术和产能,产业链的协同能力也在不断增强,从芯片设计、晶圆制造到封装测试,每个环节都有一批优秀企业扎根,形成了相互支撑、一起发展的生态。
东莞安世面临的断供困境,反而会加速这种协同,国内晶圆厂可以快速补位,给封装测试企业提供稳定的晶圆供应。
说到底,这小小的晶圆,既藏着半导体产业的技术门道,也映着中国科技自立自强的决心。
荷兰母公司的断供或许能拖慢一点脚步,但挡不住咱们芯片产业往前走,那些在建的工厂、突破的技术、拧成一股劲的力量,就是中国芯片企业最硬的“家底”,也是应对一切挑战的底气。
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