【导(dǎo)语】11月2日凌晨，安世半导体(tǐ)中(zhōng)国(guó)公(gōng)司(sī)一(yī)则(zé)公(gōng)告(gào)引(yǐn)发(fā)科(kē)技(jì)圈(quān)震(zhèn)动(dòng)——其(qí)荷(hé)兰(lán)母(mǔ)公(gōng)司(sī)竟(jìng)单(dān)方(fāng)面(miàn)停(tíng)止(zhǐ)向(xiàng)东(dōng)莞(guǎn)封(fēng)装(zhuāng)测(cè)试(shì)厂(chǎng)供(gōng)应(yīng)“晶(jīng)圆(yuán)”，让(ràng)这(zhè)一(yī)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)产(chǎn)业(yè)的(de)核(hé)心(xīn)环(huán)节(jié)瞬(shùn)间(jiān)成(chéng)为(wèi)焦(jiāo)点(diǎn)。从(cóng)最(zuì)普通的沙子到承载现代工业“粮食”的“黑土地”，晶圆如何蜕变为芯片的“画布”？又经历了怎样的复杂工艺，才最终孕育出集成电路的“微缩城市”？在这场全球半导体博弈中，中国晶圆代工产业正加速从“追赶”迈向“并跑”。

11月2日凌晨，一则来自安世半导体（Nexperia）中国公司的公告函在科技圈引发关注。公告直指其荷兰母公司单方面决定，停止向东莞的封装测试工厂供应“晶圆”。这一“左手断供右手”的奇特操作，瞬间将一个高度专业的名词——“晶圆”推到了聚光灯下。

在半导体这条产业中，“晶圆”究竟扮演着什么角色？它为何能成为整条产业链上的关键环节？我们日常所说的“芯片”和它又是什么关系？

从沙子到“画布”

如果说芯片是现代工业的“粮食”，那么晶圆就是培育粮食的“黑土地”。这片“黑土地”的“土壤”，其实来自于地球上最常见的物质之一——沙子（主要成分：二氧化硅）。

点“沙”成“硅”

沙子里有硅，但是纯度很低，而且是二氧化硅（SiO2）。我们不能随便抓一把沙子就拿来提炼硅。通常，会选用含硅量比较高的石英砂矿石。

第一步，脱氧、提纯。

将石英砂原料放入熔炉中，加热到1400℃以上的高温（硅的熔点为1410℃），与碳源发生化学反应，就可以生成高纯度（98%以上）的冶金级工业硅（MG-Si）。

随后，通过氯化反应和蒸馏工艺，进一步提纯，得到纯度更高的硅。

硅这个材料，不仅可以用于半导体芯片制造，也可以用于光伏行业（太阳能发电）。

在半导体芯片行业，对硅的纯(chún)度(dù)要(yào)求(qiú)更(gèng)加(jiā)变(biàn)态(tài)，是(shì)99.9999999%到(dào)99.999999999%，也(yě)就(jiù)是(shì)9~11个(gè)9。这(zhè)种(zhǒng)用(yòng)于(yú)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)制(zhì)造(zào)的(de)硅(guī)，学(xué)名电(diàn)子(zi)级(jí)硅(guī)（EG-Si），平(píng)均(jūn)每(měi)一(yī)百(bǎi)万(wàn)个(gè)硅(guī)原(yuán)子(zi)中(zhōng)最(zuì)多(duō)只(zhǐ)允许有一个杂质原子。

种出“完美的圆柱”

这种经过提纯之后的硅，是多晶硅。接下来，还需要把它变成单晶硅。

简单来说，单晶硅具有完美的晶体结构，有非常好的性能。多晶硅，晶粒大、不规则、缺陷多，各种性能都相对差。所以，芯片这种高端货，基本都使用单晶硅。光伏那边，可以用多晶硅。

工人们将多晶硅在高温下熔化成液体，然后将一颗微小的“籽晶”浸入熔体中，并以极其缓慢的速度旋转、提拉。

随着籽晶的“生长”，硅原子会像搭积木一样，严格按照籽晶的晶体结构排列，最终形成一根巨大、光滑、完美的圆柱形“单晶硅锭”。这个过程必须在绝对真空和高温下进行，任何微小的震动或杂质都会导致前功尽弃。

从“圆柱”到“圆片”

晶圆为什么是圆的？答案就在这根圆柱形的硅锭上。接下来，这根硅锭会被精密切割机（类似精密的“面包切片机”）切割成一片片厚度不到1毫米的薄片。

目前主流的切片方式，是采用带有金刚线的多线切割机，也就是用线上固定有金刚石颗粒的钢丝线，对硅段进行多段切割。这种方法的效率高、损耗少。

切片有时候也会采用内圆锯。内圆锯则是内圆镀有金刚石的薄片，通过旋转内圆薄片切割晶锭。内圆锯的切割精度和速度相对较高，适用于高质量晶圆的切割。

但刚切下的薄片还很粗糙。它们必须经过研磨、化学腐蚀和“化学机械抛光(guāng)”等(děng)多(duō)道(dào)工(gōng)序(xù)。这(zhè)个(gè)抛(pāo)光(guāng)过(guò)程(chéng)堪(kān)称(chēng)“吹(chuī)毛(máo)求(qiú)疵(cī)”，最(zuì)终(zhōng)的(de)晶(jīng)圆(yuán)表(biǎo)面(miàn)必(bì)须(xū)光(guāng)滑(huá)到(dào)“如(rú)镜(jìng)面(miàn)一(yī)般(bān)”。

至(zhì)此(cǐ)，一(yī)块(kuài)空(kōng)白(bái)的(de)“晶(jīng)圆(yuán)”——芯(xīn)片(piàn)的(de)“画(huà)布”——才(cái)算(suàn)正(zhèng)式(shì)诞(dàn)生(shēng)。它(tā)还(hái)不(bù)是(shì)芯(xīn)片(piàn)，但(dàn)它(tā)已(yǐ)是(shì)承(chéng)载(zài)一(yī)切(qiè)运(yùn)算(suàn)奇(qí)迹(jī)的(de)基(jī)石(shí)。

从(cóng)“画(huà)布(bù)”到(dào)“城(chéng)市(shì)”

如(rú)果(guǒ)说(shuō)上(shàng)一(yī)阶(jiē)段(duàn)我(wǒ)们(men)得(de)到的是一块块“画布”（空白晶圆），那么接下来的过程，就是在这些画布上绘制出人类迄今为止最复杂的“画作”——集成电路。

这个“绘制”工厂，就是我们常说的“晶圆厂”，比如台积电、中芯国际等。而它们使用的“画笔”，就是光刻机。

“画作”的设计与绘制

首先，芯片设计公司（如英特尔、AMD、英伟达）会设计出复杂的电路图（版图）。这张图纸被制作成“光掩模”，它就像是老式胶卷的底片。

涂胶、曝光、蚀刻的循环

空白晶圆被送入晶圆厂后，会经历一个极其繁复的“PVD、CVD、光刻、蚀刻、注入”循环，这个过程可能要重复上百次，耗时数月：

涂胶： 在晶圆表面均匀涂上一层对光(guāng)敏(mǐn)感(gǎn)的(de)“光(guāng)刻(kè)胶(jiāo)”。

曝(pù)光(guāng)： 光(guāng)刻(kè)机(jī)（如(rú)ASML的(de)EUV光(guāng)刻(kè)机(jī)）发(fā)出(chū)的(de)光(guāng)束(shù)（如(rú)极(jí)紫(zǐ)外(wài)光(guāng)）穿(chuān)过(guò)“光(guāng)掩(yǎn)模(mó)”，将(jiāng)电(diàn)路图(tú)案(àn)“投(tóu)影(yǐng)”到(dào)光(guāng)刻(kè)胶(jiāo)上(shàng)。被(bèi)照(zhào)到的部分会发生化学变化。

显影： 洗去被曝光（或未被曝光）的光刻胶，电路图案就留在了晶圆表面。

蚀刻/ 沉积： 使用化学气体或等离子体，在没有光刻胶保护的区域进行“雕刻(kè)”（蚀(shí)刻(kè)掉(diào)多(duō)余(yú)的(de)硅(guī)）或(huò)“沉(chén)积(jī)”（生(shēng)长(zhǎng)出(chū)新(xīn)的(de)材(cái)料(liào)层(céng)，如(rú)铜(tóng)导(dǎo)线(xiàn)或(huò)绝(jué)缘(yuán)体(tǐ)）。

离(lí)子(zi)注(zhù)入(rù)： 在(zài)特(tè)定(dìng)区(qū)域“掺(càn)杂(zá)”入(rù)其他元素，以改(gǎi)变(biàn)其(qí)导(dǎo)电(diàn)性(xìng)能(néng)，从(cóng)而(ér)制(zhì)造(zào)出(chū)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)（开(kāi)关）。

从(cóng)晶(jīng)圆(yuán)到(dào)芯(xīn)片(piàn)的(de)最后一步

这个循环往复，就像用3D打印技术一层一层地盖楼。几个月后，原本光滑的晶圆表面已(yǐ)经布满了数以百亿计的微型晶体管和连接线，形成了一座座密集的“微缩城市”。

此时，这片“晶圆”上已经布满了成百上千个完全相同的“芯片”。它已经不再是“空白画布”，而是“满载画作的成品”。

此(cǐ)次事件中的安世半导体东莞工厂的角色，正是“封装测试”。它们拿到的，就是这种“满载画作”的成品晶圆。它们的工作是：

测试： 用探针测试(shì)晶(jīng)圆(yuán)上(shàng)每(měi)一(yī)个(gè)裸(luǒ)片(piàn)，看(kàn)是(shì)否(fǒu)合(hé)格(gé)。

切(qiè)割(gē)： 将(jiāng)这(zhè)块(kuài)大(dà)圆(yuán)片(piàn)切(qiè)割(gē)成一个个独立的小方块（芯片）。

封装： 将合格的芯片“装”进我们常见的黑色小方盒（芯片外壳）里，并焊上引脚，以便它能安装在电路板上。

从“追赶(gǎn)”到(dào)“并(bìng)跑(pǎo)”

从(cóng)全球(qiú)视(shì)角看，中国大陆晶圆代工产业正在经历从“追赶”到“并跑”的关键转型期。虽然在最先进的2纳米、3纳米制程上仍有差距，但在成熟制程、特色工艺、化合物半导体等领域，中国企业正在缩小差距甚至实现局部领先。

《2025全球及中国半导体制造市场预测和产业分析》报告显示，未来三年，随着71座300mm晶圆厂的陆续投产，中国大陆将占据全球近三成的产能份额。

如今，中国晶圆代工产业需要在技术攻关、人才培养、产业链协同等方面持续发力。未来将在成熟制程、特色工艺领域巩固优势，逐步夯实供应链安全，这样不仅将大幅提升中国半导体产业的自给率，也将深刻改变全球半导体产业的竞争格局。

参考资料：

1.上海证券报丨安世中国凌晨声明：恶意抹黑，倒欠10亿！

2.“中科院物(wù)理(lǐ)所(suǒ)”公(gōng)众(zhòng)号(hào)丨(gǔn)晶(jīng)圆(yuán)是(shì)如(rú)何(hé)制(zhì)造(zào)出(chū)来(lái)的(de)？

3.“中(zhōng)国科学院半导体研究所”公众号丨芯片制造工艺流程.图文详解.一(yī)文通(tōng)

撰(zhuàn)文：记(jì)者(zhě) 段(duàn)大(dà)卫(wèi)

编(biān)辑(ji)：段(duàn)大(dà)卫(wèi)

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