今年江苏芯片产量能突破1000亿块,制造它们大概需要多少吨河沙?
江苏今年前三个季度的芯片产量已达到了879.3亿块,约占各省总产量的33%,遥遥领先其他省份。
按正常增速,全年产量将突破1000亿块!二氧化硅是半导体的主要原材料,就是我们常见的沙子。但通常不会使用河沙、海沙等一般的沙子,而是二氧化硅含量超过90%的石英石。
石英石到芯片的简单流程(如上图):
首先,将石英石磨成精砂。通过各种物理、化学方法过滤掉杂质,再把提炼出来较纯的硅丢进1400度的高温熔炉中,拉制出直径超30厘米的硅晶棒(这么粗壮,应该叫“硅晶柱”更合适,其硅的纯度接近100%);
然后,将硅晶棒切成厚度小于1毫米的硅晶圆片,晶圆再经过光刻、蚀刻、离子注入、金属沉积等一系列工艺到测试结束,就制成了芯片的“母片”;
再将晶圆“母片”切割出成百上千块芯片核心(裸晶),每块核心经封装、测试、包装等工序后,一块芯片就制成了。
最后把芯片嵌入到手机、电脑、新能汽车等里的电路板上,让它们工作起来更高效、更智能。通常,一根长2米的12英寸硅晶棒重达300公斤,大约能切出2000片的晶圆;而一片晶圆能切割出500块左右、大小约为100平方毫米的有用芯片核心(良品率)。
那么制造1000亿块芯片,约需要10万根上述的硅晶棒,就是3万吨左右的纯硅;长江河沙的二氧化硅含量算65%,如果用河沙提炼纯硅,大概需要9.9万吨长江河沙。当然,造芯片有些环节的硅损耗会比较大,实际的河沙使用量可能大幅超过这个数字。
2021年,江苏半导体行业的相关企业数量超8800家,主要分布于苏州、无锡、常州、镇江、南京、南通等沿江八市,芯片制造产业中国第一!
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