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这是 IC 男奋斗史的第 11 篇原创
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明天，杰哥带大家理解一下如何从沙子变成芯片，帮忙零根底小白疾速理解芯片生产制作流程。
1 晶圆制作
高大上的芯片最后的原材料其实是沙子，这也是科学技术神奇的中央。沙子的次要成分是二氧化硅(SiO2)，而脱氧后的沙子最多蕴含 25% 的硅元素，硅是地壳内第二丰盛的元素，这也是半导体制作产业的根底。
沙子通过熔炼和多步污染与提纯就能够失去用于半导体制作的高纯度多晶硅，学名电子级硅，均匀每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。24K 金大家都晓得吧，黄金纯度高达 99.998%，然而还是没有这个电子级硅的纯度高。
把高纯度多晶硅放在单晶炉内拉制，就能够失去靠近圆柱形的单晶硅锭，分量大概 100 千克，硅纯度高达 99.9999% 以上。再将单晶硅锭横向切割成圆形的单个硅片，就失去了单晶硅片，这也就是咱们常说的用来制作芯片的晶圆(Wafer)。
单晶硅在电学性质和力学性质等方面的体现都要比多晶硅更好一些，所以半导体制作都是以单晶硅为根本资料。
举个生存中的例子，能够帮大家了解多晶硅与单晶硅。冰糖大家应该都见过，小时候常常吃的像方形小冰块一样的冰糖，其实就是单晶冰糖。相应的也有多晶冰糖，形态通常不规则，用来做中药或者熬汤用，有润肺止咳的效用。
同一种物质晶体排列构造不同，其性能和用途也会不尽相同，甚至差别显著。
半导体制作企业，例如英特尔、台积电和中芯国内等工厂通常不生产晶圆，只是晶圆的搬运工，都是从 Wafer 供应商那里间接购买。
晶圆制作就是要把设计好的电路 (专业术语叫掩膜，英文名为 Mask) 在晶圆上实现进去。
首先咱们须要把光刻胶 (Photo Resist) 平均铺在晶圆外表，在这个过程中须要放弃晶圆旋转，这样能够让光刻胶铺的十分薄、十分平。而后光刻胶层透过掩模 (Mask) 被曝光在紫外线 (UV) 之下，变得可溶。
掩模上印着事后设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会造成电路的每一层图案。一般来说，在晶圆上失去的电路图案是掩模上图案的四分之一。
接下来是溶解光刻胶，曝光在紫外线下的光刻胶被化学试剂溶解掉，革除后留下的图案和掩模上的统一。而后是蚀刻，应用化学物质溶解掉裸露进去的晶圆局部，剩下的光刻胶爱护着不应该蚀刻的局部。蚀刻实现后，光刻胶的使命宣告实现，全副革除后就能够看到设计好的电路图案。这一系列过程咱们称之为光刻。
光刻的过程其实相似于咱们生存中用傻瓜照相机拍照的过程。铺上光刻胶的晶圆就是相机的胶片，咱们要拍摄的实物就是掩膜，拍照的过程就是半导体曝光的过程，冲洗胶片的过程就相似于前面的蚀刻以及溶解光刻胶。
最初的后果也有些相似，光刻将设计好的电路在晶圆上实现了进去，失去了芯片，如同拍照将实物的样子在胶片上实现了进去，失去了照片。
光刻是芯片制作过程中最次要的工艺之一。通过光刻，咱们就实现了把设计好的电路铺在晶圆上，反复进行就能够在晶圆上实现多个雷同的电路，每一个电路都是一个独自的芯片，英文称为 die。理论的芯片制作流程比这个简单得多，通常须要通过成千盈百道工序。所以说半导体是制造业的皇冠。
理解芯片制作流程对于从事半导体生产制作相干的岗位比拟重要，尤其是 FAB 厂如台积电、中芯国内等工厂的技术人员，或者芯片研发团队的量产相干岗位如产品工程师、测试工程师等，都属于必备的基础知识。
2 CP 测试
CP 是 Chip Probing 的缩写，CP 测试属于晶圆级测试，是通过探针卡 (Probe Card) 和探针台 (Prober) 使自动化测试设施 (ATE，Automatic Test Equipment) 到晶圆上的单颗芯片 (die) 之间建设电气连贯。CP 测试的目标是确保每颗 die 都能满足芯片的设计规格（Specification），筛除其中有问题的 die，而后再去做芯片封装。这样就能够缩小芯片封装的老本，同时保障芯片的品质。
CP 测试须要的硬件设施包含探针卡、探针台、ATE 测试机台以及测试机与探针卡之间的接口(Mechanical Interface)。
测试工程师须要基于 ATE 测试平台开发 CP 测试程序，内容通常包含电气连接性测试、功能测试和参数测试等。CP 测试程序会依据测试后果 Pass 或者 Fail 进行分 Bin 并生成 Inkless Map，标记出测试 Fail die 的 wafer map 图。
CP 测试后果通常以良率的模式进行统计，良率就是指 pass die 占测试 die 总数的百分比。相应的，良率损失是指 fail die 占测试 die 总数的百分比。CP 测试也称为中测，是半导体后道封装测试的第一站，也是芯片制作实现后第一道验证芯片设计规格的测试。
从节俭芯片生产成本的角度思考，咱们应该把尽可能多的测试项目都放到 CP 测试中，进步 CP 测试覆盖率，尽可能早地把有问题的芯片筛进来。然而相应地，CP 测试硬件的老本 (次要是探针卡和测试机台) 也会回升，归根到底其实就是一个须要折中思考的问题。
如果芯片市场需求量绝对较大，测试硬件老本与销售利润来比微不足道，那就应该尽量进步 CP 测试覆盖率。反之，就须要思考节俭硬件老本。
理解 CP 测试对于从事半导体封装测试相干的岗位比拟重要，尤其是封测厂如日月光、安靠、长电等 CP 测试相干的技术人员，或者芯片研发团队的量产相干岗位如产品工程师、测试工程师等，都属于必备的基础知识。
未完待续…… 今天 21:00 公布续篇。
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