① 晶元是哪位科學家發明的，從事晶元研究的科學家獲得過諾貝爾獎嗎
答：晶元這個稱呼給人狹義的感覺，以為只是處理器，其實稱呼集成電路更靠譜，發明者正是2000年諾貝爾物理學獎獲得者，美國工程師——傑克·基爾比。
沒錯！不是我們一貫認為的科學家，而是工程師，是大名鼎鼎的德州儀器的工程師，從事的正是集成電路的研究。 和半導體相關諾貝爾獎很多，但無疑集成電路的發明，是最耀眼的。
1947年，傑克·基爾比畢業於美國伊利諾斯大學，並在一家生產電器元件的公司上班，同時對電子技術方面產生了濃厚的興趣。
傑克·基爾比一邊工作，一邊繼續完成他的碩士學業。 待學業完成後，傑克·基爾比轉職於德州儀器工作，在這里，他得以全身心地投入他的愛好，並產生天才的想法——把電子設備的所有元器件放在一塊材料上製造，並相互連接形成電路。
這就是集成電路的最初想法。
傑克·基爾比一點沒耽誤，立馬著手研究，當天就把整個構想勾勒出來，並選用硅作為材料。
當他把想法告訴他的主管後，受到了高度重視；1958年，傑克·基爾比便申請了此項專利，從此，電子技術進入集成電路時代。
而CPU，代表著集成電路設計和製造的巔峰之作，其高端晶元的核心技術，掌握在少數幾個大公司手裡。
四十二年後的2000年，七十七歲的傑克·基爾比，因發明集成電路被授予諾貝爾物理學獎，5年後，傑克·基爾比去世。
歐美發達國家的晶元技術有沒有可能被中國超越？晶元是誰發明的？
毫不誇張地說，晶元改變了所有人的生活，晶元的本質是集成電路，全世界第一個發明現代集成電路的科學家就是美國科學家，他的名字叫做傑克·基爾比。但是，這位科學家的發明時間是1958年，最後獲得諾貝爾物理學獎的時間，卻是42年之後的2020年。
實際上，同時期研發出近代實用集成電路人，還有另一位名叫羅伯特·諾伊斯的科學家，只不過他早在1990年的時候就已經去世。客觀來說，目前我國的晶元技術還無法和歐美發達國家相比，這也是為什麼華為會因為台積電斷供而變得舉步維艱，至於未來能不能超越，這個問題的答案大概也只有交給時間了。
傑克·基爾比這個人有多厲害？
傑克·基爾比出生於1923年11月8號，1947年的時候，也就是他才24歲左右的時候，便已經拿到了伊利諾伊大學的學士學位，而專業就是電子工程學。距離傑克·基爾比獲得威斯康星大學相關碩士學位才短短8年時間，這個厲害的任務就研製出了全世界第一塊集成電路。
大家可以真切地感受到，如今我們使用的電腦和行動電話等設備，其實都離不開晶元的應用，只不過傑克·基爾比這個後來改變全人類的研究成果，並沒有在當時引起太大的轟動，所以諾貝爾物理學獎也是在時間過去四十多年之後才頒給他。
不過，遲來的褒獎剛好印證了傑克·基爾比對如今半導體產業發展作出的重大貢獻，大家早已習慣的數字生活、乃至信息化時代的到來都離不開集成電路的誕生。而在晶元研發出來之前，真空管不僅笨重，而且還很不穩定，電路系統擴張還會帶來元件變得更大等問題，這不僅意味著成本越來越大，實際應用的時候也遭遇了越來越明顯的弊端。
小小晶元為什麼有如此大的能力，就連華為都被限制？
晶元也有不同的分類，而且分類的方式還不止一種，比如，倘若按照點數屬於數字活模擬來進行區分，那麼集成電路就可以被劃分為：數字集成電路、模擬集成電路和混合信號集成電路。當然，不同的集成電路功能也存在差異，正如數字集成電路能夠涵蓋所有東西，而模擬集成電路則主要是完成混頻、濾波、解調和放大等功能
總有信口開河地說，如今我國實力強大，小小晶元怎麼可能製造不出來？然而，晶元製造並不像很多人想像的那麼簡單，所有半導體元件產品加起來被統稱為晶元，之所以集成電路的性能更高，這與其自身尺寸小路徑更短有關。
集成電路也就開發出個半個世紀左右，但如今的應用方向卻很廣泛，涵蓋了製造、交流、計算和交通系統，包括現在人人都離不開的互聯網也對集成電路有絕對性的依賴。晶元製造對於我們來說，目前還是很難的一個問題，尤其是光刻工藝。
麒麟9000晶元為什麼可能成為華為旗下該手機的最後一帶晶元？從本質上來說就是因為我們無法自主進行該晶元的製造，誰叫我們集成電路產業最薄弱的一個環保局便是晶元製造呢，這個領域的高 科技 技術又很難在短時間內得到彌補。
而且，晶元行業一直以來的主流趨勢本就是分工合作，華為海思也的確擁有比較好的晶元設計能力，但沒想到有一天竟然有人利用晶元製造能力作為攻擊點，原本穩定的晶元行業格局也因此而打亂。
如今，我們也在為晶元國產化而努力，華為也表示會落地造芯計劃，這也是為什麼最近晶元人才陸續加入華為，相信我國在不久的將來一定可以大同晶元產業鏈涉及到的多有關鍵要素，把關鍵技術都掌握在我們自己手裡，不再受制於他人。
晶元是內含集成電路的矽片。是將具有單個運算能力的晶體管組合連接、形成具備強大處理能力的微電子組合固件。晶元的出現，揭開了二十世紀信息革命的序幕，是現代工業文明的基礎。
發明晶元有兩位科學家，一位是美國德州公司的儀器工程師傑克·基爾比，另一位是美國物理學家羅伯特·諾伊斯。
傑克·基爾比1958年9月12日集成了人類第一塊晶元雛形。就是把一個雙極性晶體管、三個電阻、一個電容器等二十餘個元器件集成在一塊很小的平板上，用純手工焊接方式把這些極細的導線予以連接，將半導體元件構成微型固體組合件，並命名為集成電路(晶元)，向美國專利局申報了發明專利。
基爾比這項發明是偉大的，奠定了今天半導體產業、信息技術基礎，構成了現在人們習以為常的數字生活。電腦、手機等等3C產品可以說皆源於基爾比的發明。
2000年10月10日，已經77歲的基爾比發明集成電路53年後被授予諾貝爾物理學獎。2005年6月20日，基爾比去世，終年82歲。
同時發明晶元的還有一位是美國物理學家羅伯特·諾伊斯博士，也是英特爾主要創始人。
1958年，諾伊斯創始的美國仙童公司於德州儀器公司基爾比間隔數月後亦發明了集成電路，即將電路所有元件嵌入單片半導體中，並申請了更為復雜的硅集成電路專利，成為集成電路的共同發明人。
1959年1月，諾伊斯寫出集成電路方案，開始研發利用一氧化膜作為半導體絕緣層製作鋁條連線，使導線和元件連成一體。其研發的二氧化硅擴散技術和PN結隔離技術，創造出半導體集成電路的平面製作工藝和半導體器件的連線結構工藝，為工業大批量集成電路生產奠定了基礎，開創了世界微電子 歷史 。
1966年，基爾比和諾伊斯同時被富蘭克林學會授予巴蘭丁獎章，獎詞稱基爾比為「集成電路發明家」，而諾伊斯被稱為「提出適合工業生產的集成電路理論」。
集財富、成就、威望三位一體的科學家諾伊斯，1990年6月3日因心臟病英年早逝，享年62歲。而其提出的「負阻二極體」概念和集成電路晶元二次與諾獎擦肩而過、令人扼腕。
前陣子中興公司被美國制裁，晶元成了熱門關鍵詞，什麼是晶元？晶元是誰發明的？
簡單來說，晶元指的是內含集成電路的矽片，比如酷睿的i9系列就是其中一種。最簡單的單個電路是晶體管，可以執行0和1的邏輯運算，集成電路就是將許多具有簡單運算能力的單個晶體管組合在一起形成的具有強大處理能力的中樞。
現在的晶體管已經在CPU中以納米大小的量級存在，比如酷睿i5-3337U中就含有14億個晶體管，那麼小的晶元居然集成了那麼多的處理單元，完全超乎你的想像。
晶元的發明者有兩個人，一個美國 德州的儀器工程師 傑克·基爾比，另一位是美國物理學博士 羅伯特·諾伊斯，兩人將電路中的基本原件都組合到半導體 矽片中，運算處理性能超群，可以大量生產成本低廉，因此是 共同研發改良了集成電路（晶元），但由於 羅伯特英年早逝，所以他沒能跟 傑克基爾比 共享2000年的諾貝爾物理學獎。
晶元到底有多重要？為什麼晶元那麼難製造？
晶元的重要程度超乎大家的想像，軍事領域中的導彈防禦系統和導彈還有雷達中都運用到了晶元，晶元能夠提高雷達掃描精度識別敵方戰機，還能夠提高導彈准心實現精準打擊，這一切都是在小小的晶元中進行運算的，晶元可以關乎到一個國家的命脈。
晶元之所以難製造是因為它集成了人類科學和 科技 水平的精華，晶元要提高運算處理能力就需要集成更多的處理單元，現在一塊晶元中基本都有10億個以上納米級的晶體管，人類用肉眼都無法直接看到， 美國貝爾實驗室的物理學家最近研究出一粒沙的100萬分之1大小的納米晶體管， 工藝的精度可以說是匪夷所思。不僅如此，晶元對於材料純度的要求也高到恐怖，大多數都是在99.99999%以上，精度 越高的 晶元運算能力強因此也就會產生更多的熱能，高純度的硅材料可以避免材料因過熱而膨脹導致晶元損壞。
晶元在光學和機械處理上也是非常恐怖的，目前已經發展到了6納米的精度，晶元內部的線路導向明確無毛糙雜邊，對於光學儀器和製造設備的要求非常高。可見製造晶元已經不僅僅是晶元本身那麼簡單了，製造晶元的設備也是技術上的門檻。再加上國外對於晶元重要性的超前的認識，每年都投入大量的資金研究，已經把晶元做到了極致。
晶元是兩個人發明的，但只有一個人拿到了諾獎。
在 歷史 上有兩個人分別獲得了晶元的專利， 但只有一個人獲得了諾貝爾獎 。獲獎者是美國德州儀器的工程師，傑克·基爾比（Jack Kilby），他發明的晶元在1964年獲得專利，這項成就讓他在2000年獲得諾獎，基爾比在2005年去世。由於基爾比獲得了諾獎，因此他也就獲得了 晶元之父 的名聲。
這個嘛，到沒有啥狗血故事，因為諾伊斯死得太早，在1990年就去世了，而諾獎的慣例是不會發給已經去世的科學家或者工程師。但是，羅伯特·諾伊斯的一生並不缺這個諾獎。因為他有另一個名譽頭銜，那就是 矽谷之父或矽谷市長（the Mayor of Silicon Valley） 。 羅伯特·諾伊斯是英特爾的共同創始人之一。
1968年8月，羅伯特·諾伊斯與戈登·摩爾（Gordon Moore）和安迪·葛洛夫（Andrew Grove）辭職創業，他們一起開創了英特爾（Integrated Electronics）王朝，直到今天英特爾依然是晶元業霸主。並且，也是諾伊斯搞出了大辦公室的新職場風格，沒有牆壁只有隔間。1971年11月，英特爾第一款晶元：Intel 4004問世，也是人類 社會 第一款商業晶元問世。
圖示：Intel4004的結構，它內有2,300個晶體管，製程10微米，每秒最快運算速度9萬次，成本低於100美元。
這可是1971年的100美元，按購買力計算，相當於現在的600美元，而Intel最新CPU售價算，600美元能買到什麼級別的CPU，我查了一下最貴的Intel Core i9-9900K @ 3.60GHz，製程14納米（1微米=1000納米，這意味著縮小了接近1000倍，因此也就能容納更多晶體管），據說能超頻到5G，並且擁有八個物理核心，也不到500美元，至於性能上則把Intel4004不知拋下了多遠。這就是晶元技術恐怖的進步速度。
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這里的「晶元」說的不對，准確的說法應該是「集成電路」——而所謂的集成電路的意思就是把好多個簡單的電路集成在一個很小的地方，從而讓一塊小小的晶元獲得可怕的計算能力。
一，最簡單的電路——晶體管。
有人可能實在不能理解晶體管是什麼，其實很簡單——利用半導體材料的一些性質把開關做的很小——這就是晶體管。而對於那些對計算機稍微了解一點兒的人也很容易知道，開關實際上就表示0和1，所以晶體管就是計算機的基礎。
發明晶體管的人叫威廉·肖克利，這個人大概可以說是晶元業的祖師爺，於1956年因為發明了晶體管而獲得諾貝爾物理獎。
我們經常看到的晶體管
二，把晶體管變小、集成到一起。
第一台晶體管計算機（800個晶體管）
但是光有晶體管還不行，因為晶體管的體積還是太大了，那麼如何把晶體管的體積做小成為了科學家需要面對的主要問題。這個時候有兩個科學家站了出來，提出了把晶體管縮小、變成集成電路的看法，這兩個人就是傑克·基爾比和羅伯特·諾伊斯。
把無數個晶體管縮小的集成電路
其中傑克·基爾比是美國德州儀器的工程師，而羅伯特·諾伊斯則比較傳奇，他曾經於晶體管之父威廉·肖克利創辦的公司任職，但是因為不滿於肖克利對公司的經營水平，最終與其他七個小夥伴跳槽、成立了大名鼎鼎的仙童半導體公司——而諾伊斯本人就是「八叛逆」中的其中一個。
三，集成電路中的那些破事兒。
傑克·基爾比和羅伯特·諾伊斯兩個人和集成電路之間的事情真的是很有意思的。首先，傑克·基爾比這個人提出集成電路的概念更早一些，但是他首先提出的製造方案不是很現實；諾伊斯雖然提出集成電路的時間比較晚，但是因為路子對了，所以他獲得集成電路專利的時間要更加早一些。
這還不算完，因為諾伊斯早在1990年就因為心臟病去世了，所以在2000年諾貝爾獎委員會決定給集成電路的發明者頒發諾貝爾物理獎的時候，只有更長壽的基爾比獲得了這項無上的榮譽。
三位晶元發明者
所以，威廉·肖克利、傑克·基爾比和羅伯特·諾伊斯都可以算作是晶元的發明者，除了諾伊斯因為英年早逝沒有獲得諾貝爾獎之外，剩下的兩人都曾經獲得過諾貝爾獎。也算是 歷史 上的趣話了。
傑克 基爾比—— 集成電路之父 ，（集成電路和晶元只是兩種稱呼而已，一回事，別去糾結）。
並且傑克 基爾比於 2000年獲得諾貝爾物理學獎 ，獎勵他對電子產業做出的巨大貢獻和影響。雖然這距離他發明集成電路已經過去42年之久。
傑克 基爾比因為對電子技術非常感興趣，所以大學時候選修了電子管方面的課程，不過比較悲催，在他畢業的後一年，晶體管問世了，這讓他在大學學的電子管技術都白費了。
這一過就是十年，1958年，他在德州儀器公司參加工作，可能是輕松的工作制度，讓他靈感突現：能否將電容、晶體管等等電子元件都安裝到一塊半導體上呢？這樣整個電路體積將會大大縮減！說干就干，在 1958年9月12日，世界上第一塊集成電路成功問世 。我們現在的電腦、手機等等電子產品都離不開集成電路。
從1958到2000年，因為集成電路的出現，電子行業得到了迅猛發展。傑克 基爾比獲得諾貝爾獎，實至名歸。
說是科學家但其實算不上是科學家，具體的來說應該是一位工程師！至於諾貝爾獎，則是遲到了整整四十二年才到 ，並且，在獲得諾貝爾物理學獎僅僅五年後，這位改變了世界的科學家就去世了。
傑克·基爾比 ，出生於1923年11月8日，並於2005年6月20日逝世，在他的一生中對電子技術的研究佔了絕大部分的時間，一邊工作一邊利用業余時間不斷研究，為了方便研究，傑克·基爾比與妻子在取得碩士學位後搬去了德克薩斯州的達拉斯市，並且工作於一家儀器公司，只因為這家公司能夠提供給他適宜的實驗室和實驗器具，並允許他進行自己的實驗研究，從那以後，不論嚴寒或酷暑，傑克·基爾比總會獨自一人坐在實驗室進行研究， 在同行的懷疑下，他最終成功設計出一個全新的領域–世界上第一塊集成電路。
不畏艱辛並且敢想敢做，這種精神在現在已經很少有人擁有了，德州儀器公司也就是大力支持 傑克·基爾比進行研究的公司曾經說過:
假若沒有他，可能現在的手機或電腦還處於巨型狀態，這個發明是現在我們所能見到的幾乎所有的電子產品的必備部件之一，晶元，就相當於一個電子產品的心臟，是人類在 科技 路上發展過程中最重要的里程碑。
「晶元」用在這里還是不過恰當的，因為晶元的發明不是一個人能做出來的，是靠一個團隊甚至是一個國家的科研力量進行研製和生產的。 確切的術語應該是「集成電路」-所謂的集成電路是指許多簡單的電路都集成在一個很小的地方，因此可以讓一個小的晶元得到 強大的計算能力。 一，最簡單的半導體器件——晶體管
某些人可能並不真正了解晶體管是什麼，但實際上非常簡單-利用半導體材料的某些特性來減小開關的體積-它是晶體管。 對於那些熟悉計算機的人來說，很容易知道開關實際上代表0和1，因此晶體管是計算機的基礎。
晶體管的發明者是威廉·肖克利（William Shockley）。 可以說這個人是晶元之父了。 1956年，他因晶體管的發明而獲得了諾貝爾物理學獎。
二，集成電路FPGA晶元與集成電路
第一台晶體管計算機，光有晶體管還不行，因為晶體管的體積還是太大了，那麼如何把晶體管的體積做小成為了科學家需要面對的主要問題。這個時候有兩個科學家站了出來，提出了把晶體管縮小、變成集成電路的看法，這兩個人就是傑克·基爾比和羅伯特·諾伊斯。
其中傑克·基爾比是美國德州儀器的工程師，而羅伯特·諾伊斯則比較傳奇，他曾經於晶體管之父威廉·肖克利創辦的公司任職，但是因為不滿於肖克利對公司的經營水平，最終與其他七個小夥伴跳槽、成立了大名鼎鼎的仙童半導體公司——而諾伊斯本人就是「八叛逆」中的其中一個。
三，科學家的那些事。傑克·基爾早些提出集成電路的概念，但是他首先提出的製造方案不是很現實；諾伊斯雖然提出集成電路的時間比較晚，但是因為路子對了，所以他獲得集成電路專利的時間要更加早一些。
這還沒有結束，因為諾伊斯早在1990年就因為心臟病去世了，所以在2000年諾貝爾獎委員會決定給集成電路的發明者頒發諾貝爾物理獎的時候，只有更長壽的基爾比獲得了這項無上的榮譽。
所以，威廉·肖克利、傑克·基爾比和羅伯特·諾伊斯都可以算作是晶元的發明者，除了諾伊斯因為英年早逝沒有獲得諾貝爾獎之外，剩下的兩人都曾經獲得過諾貝爾獎。
曾經沒有，後來有，首先你要了解一下諾貝爾獎的初衷就不難了解他有沒有資格獲得，
實事證明，集成電路給世界人類的 科技 進步提供了很大的便利與速度，所以他後來獲得了諾貝爾獎
② 集成電路是怎樣製造出來
微電子技術涉及的行業很多,包括化工、光電技術、半導體材料、精密設備製造、軟體等,其中又以集成電路技術為核心,包括集成電路的設計、製造.集成電路(IC)常用基本概念有:
晶圓,多指單晶硅圓片,由普通硅沙拉制提煉而成,是最常用的半導體材料,按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規格,近來發展出12英寸甚至更大規格.晶圓越大,同一圓片上可生產的IC就多,可降低成本;但要求材料技術和生產技術更高.
前、後工序:IC製造過程中, 晶圓光刻的工藝(即所謂流片),被稱為前工序,這是IC製造的最要害技術;晶圓流片後,其切割、封裝等工序被稱為後工序.
光刻:IC生產的主要工藝手段,指用光技術在晶圓上刻蝕電路.
線寬:4微米/1微米/0.6微未/0.35微米/035微米等,是指IC生產工藝可達到的最小導線寬度,是IC工藝先進水平的主要指標.線寬越小,集成度就高,在同一面積上就集成更多電路單元.
封裝:指把矽片上的電路管腳,用導線接引到外部接頭處,以便與其它器件連接.
存儲器:專門用於保存數據信息的IC.
邏輯電路:以二進制為原理的數字電路。
1.集成電路
隨著電子技術的發展及各種電器的普及，集成電路的應用越來越廣，大到飛入太空的"神州五號"，小到我們身邊的電子手錶，裡面都有我們下面將要說到的集成電路。
我們將各種電子元器件以相互聯系的狀態集成到半導體材料（主要是硅）或者絕緣體材料薄層片子上，再用一個管殼將其封裝起來，構成一個完整的、具有一定功能的電路或系統。這種有一定功能的電路或系統就是集成電路了。就像人體由不同器官組成，各個器官各司其能而又相輔相成，少掉任何一部分都不能完整地工作一樣。任何一個集成電路要工作就必須具有接收信號的輸入埠、發送信號的輸出埠以及對信號進行處理的控制電路。輸入、輸出（I/O）埠簡單的說就是我們經常看到的插口或者插頭，而控制電路是看不到的，這是集成電路製造廠在凈化間里製造出來的。
如果將集成電路按集成度高低分類，可以分為小規模（SSI）、中規模（MSI）、大規模（LSI）和超大規模（VLSI）。近年來出現的特大規模集成電路（UISI），以小於1um為最小的設計尺寸，這樣將在每個片子上有一千萬到一億個元件。
2.系統晶元（SOC）
不知道大家有沒有看過美國大片《終結者》，在看電影的時候，有沒有想過，機器人為什麼能夠像人一樣分析各種問題，作出各種動作，好像他也有大腦，也有記憶一樣。其實他裡面就是有個系統晶元（SOC）在工作。當然，那個是科幻片，科技還沒有發展到那個水平。但是SOC已成為集成電路設計學領域里的一大熱點。在不久的未來，它就可以像"終結者"一樣進行工作了。
系統晶元是採用低於0.6um工藝尺寸的電路，包含一個或者多個微處理器（大腦），並且有相當容量的存儲器（用來記憶），在一塊晶元上實現多種電路，能夠自主地工作，這里的多種電路就是對信號進行操作的各種電路，就像我們的手、腳，各有各的功能。這種集成電路可以重復使用原來就已經設計好的功能復雜的電路模塊，這就給設計者節省了大量時間。
SOC技術被廣泛認同的根本原因，並不在於它擁有什麼非常特別的功能，而在於它可以在較短的時間內被設計出來。SOC的主要價值是可以有效地降低電子信息系統產品的開發成本，縮短產品的上市周期，增強產品的市場競爭力。
3.集成電路設計
對於"設計"這個詞，大家肯定不會感到陌生。在修建三峽水電站之前，我們首先要根據地理位置、水流緩急等情況把它在電腦上設計出來。製造集成電路同樣也要根據所需要電路的功能把它在電腦上設計出來。
集成電路設計簡單的說就是設計硬體電路。我們在做任何事情之前都會仔細地思考究竟怎麼樣才能更好地完成這件事以達到我們預期的目的。我們需要一個安排、一個思路。設計集成電路時，設計者首先根據對電路性能和功能的要求提出設計構思。然後將這樣一個構思逐步細化，利用電子設計自動化軟體實現具有這些性能和功能的集成電路。假如我們現在需要一個火警電路，當室內的溫度高於50℃就報警。設計者將按照我們的要求構思，在計算機上利用軟體完成設計版圖並模擬測試。如果模擬測試成功，就可以說已經實現了我們所要的電路。
集成電路設計一般可分為層次化設計和結構化設計。層次化設計就是把復雜的系統簡化，分為一層一層的，這樣有利於發現並糾正錯誤；結構化設計則是把復雜的系統分為可操作的幾個部分，允許一個設計者只設計其中一部分或更多，這樣其他設計者就可以利用他已經設計好的部分，達到資源共享。
4.矽片製造
我們知道許多電器中都有一些薄片，這些薄片在電器中發揮著重要的作用，它們都是以矽片為原材料製造出來的。矽片製造為晶元的生產提供了所需的矽片。那麼矽片又是怎樣製造出來的呢？
矽片是從大塊的硅晶體上切割下來的，而這些大塊的硅晶體是由普通硅沙拉制提煉而成的。可能我們有這樣的經歷，塊糖在溫度高的時候就會熔化，要是粘到手上就會拉出一條細絲，而當細絲拉到離那顆糖較遠的地方時就會變硬。其實我們這兒製造矽片，首先就是利用這個原理，將普通的硅熔化，拉制出大塊的硅晶體。然後將頭部和尾部切掉，再用機械對其進行修整至合適直徑。這時看到的就是有合適直徑和一定長度的"硅棒"。再把"硅棒"切成一片一片薄薄的圓片，圓片每一處的厚度必須是近似相等的，這是矽片製造中比較關鍵的工作。最後再通過腐蝕去除切割時殘留的損傷。這時候一片片完美的硅圓片就製造出來了。
5.硅單晶圓片
我們製造一個晶元，需要先將普通的硅製造成硅單晶圓片，然後再通過一系列工藝步驟將硅單晶圓片製造成晶元。下面我們就來看一下什麼是硅單晶圓片。
從材料上看，硅單晶圓片的主要材料是硅，而且是單晶硅；從形狀上看，它是圓形片狀的。硅單晶圓片是最常用的半導體材料，它是硅到晶元製造過程中的一個狀態，是為了晶元生產而製造出來的集成電路原材料。它是在超凈化間里通過各種工藝流程製造出來的圓形薄片，這樣的薄片必須兩面近似平行且足夠平整。硅單晶圓片越大,同一圓片上生產的集成電路就越多,這樣既可降低成本，又能提高成品率，但材料技術和生產技術要求會更高。
如果按直徑分類，硅單晶圓片可以分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規格,近來又發展出12英寸甚至更大規格。最近國內最大的硅單晶圓片製造廠——中芯國際就准備在北京建設一條12英寸的晶圓生長線。
6.晶元製造
隨著科學技術的飛速發展，晶元的性能越來越高，而體積卻越來越小。我們在使用各種電子產品時無不嘆服現代科技所創造的奇跡。而這樣的奇跡，你知道是怎樣被創造出來的嗎？
晶元是用地球上最普遍的元素硅製造出來的。地球上呈礦石形態的砂子，在對它進行極不尋常的加工轉變之後，這種簡單的元素就變成了用來製作集成電路晶元的矽片。
我們把電腦上設計出來的電路圖用光照到金屬薄膜上，製造出掩膜。就象燈光從門縫透過來，在地上形成光條，若光和金屬薄膜能起作用而使金屬薄膜在光照到的地方形成孔，那就在其表面有電路的地方形成了孔，這樣就製作好了掩膜。我們再把剛製作好的掩膜蓋在矽片上，當光通過掩膜照射，電路圖就"印製"在硅晶片上。如果我們按照電路圖使應該導電的地方連通，應該絕緣的地方斷開，這樣我們就在矽片上形成了所需要的電路。我們需要多個掩膜，形成上下多層連通的電路，那麼就將原來的矽片製造成了晶元。所以我們說矽片是晶元製造的原材料，矽片製造是為晶元製造准備的。
7.EMS
提起EMS，大家可能會想到郵政特快專遞，但我們集成電路產業裡面所說的EMS是指沒有自己的品牌產品，專門替品牌廠商生產的電子合約製造商，也稱電子製造服務企業。那麼就讓我們來看一下電子合約製造商到底是干什麼的。
所謂電子合約製造商，就是把別人的定單拿過來，替別人加工生產，就像是我們請鍾點工回來打掃衛生、做飯一樣，他們必須按照我們的要求來做事。EMS在各個方面，各個環節都有優勢，從采購到生產、銷售甚至在設計方面都具有自己的特色。因而它成了專門為品牌廠商生產商品的企業。EMS的優勢在於它的製造成本低，反應速度快，有自己一定的設計能力和強大的物流渠道。
最近，一些國際知名的EMS電子製造商正在將他們的製造基地向中國全面轉移。他們的到來當然會沖擊國內做製造的企業。但是對其他企業來說可能就是個好消息，因為這些EMS必須要依靠本地的供應商提供零部件。
8.流片
在觀看了電影《摩登時代》後，我們可能經常想起卓別林鈕螺絲的那個鏡頭。大家知道影片中那種流水線一樣的生產就是生產線。只是隨著科學技術的發展，在現在的生產線上卓別林所演的角色已經被機器取代了。我們像流水線一樣通過一系列工藝步驟製造晶元，這就是流片。
在晶元製造過程中一般有兩段時間可以叫做流片。在大規模生產晶元時，那流水線一樣地生產就是其中之一。大家可能很早就已經知道了這個過程叫流片，但下面這種情況就不能盡說其詳了。我們在搞設計的時候發現某個地方可以進行修改以取得更好的效果，但又怕這樣的修改會給晶元帶來意想不到的後果，如果根據這樣一個有問題的設計大規模地製造晶元，那麼損失就會很大。所以為了測試集成電路設計是否成功，必須進行流片，即從一個電路圖到一塊晶元，檢驗每一個工藝步驟是否可行，檢驗電路是否具備我們所要的性能和功能。如果流片成功，就可以大規模地製造晶元；反之，我們就需要找出其中的原因，並進行相應的優化設計。
9.多項目晶圓（MPW）
隨著製造工藝水平的提高，在生產線上製造晶元的費用不斷上漲，一次0.6微米工藝的生產費用就要20-30萬元，而一次0.35微米工藝的生產費用則需要60-80萬元。如果設計中存在問題，那麼製造出來的所有晶元將全部報廢。為了降低成本，我們採用了多項目晶圓。
所謂多項目晶圓(簡稱MPW)，就是將多種具有相同工藝的集成電路設計放在同一個硅圓片上、在同一生產線上生產，生產出來後，每個設計項目可以得到數十片晶元樣品，這一數量足夠用於設計開發階段的實驗、測試。而實驗費用就由所有參加多項目晶圓的項目按照各自所佔的晶元面積分攤，極大地降低了實驗成本。這就很象我們都想吃巧克力，但是我們沒有必要每個人都去買一盒，可以只買來一盒分著吃，然後按照各人吃了多少付錢。
多項目晶圓提高了設計效率，降低了開發成本，為設計人員提供了實踐機會，並促進了集成電路設計成果轉化，對IC設計人才的培訓，及新產品的開發研製均有相當的促進作用。
10.晶圓代工
我們知道中芯國際是中國大陸知名的IT企業，可能也聽說了這樣一個消息，就是"台積電"將要來大陸投資建廠。他們所從事的工作都是晶圓代工。那現在讓我們來了解一下什麼是晶圓代工。
我們是熟悉加工坊的，它使用各種設備把客戶送過去需要加工的小麥、水稻加工成為需要的麵粉、大米等。這樣就沒有必要每個需要加工糧食的人都來建造加工坊。我們現在的晶圓代工廠就像是一個加工坊。晶圓代工就是向專業的集成電路設計公司或電子廠商提供專門的製造服務。這種經營模式使得集成電路設計公司不需要自己承擔造價昂貴的廠房，就能生產。這就意味著，台積電等晶圓代工商將龐大的建廠風險分攤到廣大的客戶群以及多樣化的產品上，從而集中開發更先進的製造流程。
隨著半導體技術的發展，晶圓代工所需投資也越來越大，現在最普遍採用的8英寸生產線，投資建成一條就需要10億美元。盡管如此，很多晶圓代工廠還是投進去很多資金、采購了很多設備。這足以說明晶圓代工將在不久的未來取得很大發展，佔全球半導體產業的比重也將與日俱增。
11.SMT
我們經常會看到電器里有塊板子，上面有很多電子器件。要是有機會看到板子的背面，你將看到正面器件的"腳"都通過板子上的孔到背面來了。現在出現了一種新興技術，比我們剛才說的穿孔技術有更多優點。
SMT 即表面貼裝技術，是電子組裝業中的一個新秀。隨著電子產品的小型化，占面積太大的穿孔技術將不再適合，只能採用表面貼裝技術。它不需要在板上穿孔，而是直接貼在正面。當然器件的"腳"就得短一點，細一點。SMT使電子組裝變得越來越快速和簡單，使電子產品的更新換代速度越來越快，價格也越來越低。這樣廠方就會更樂意採用這種技術以低成本高產量生產出優質產品以滿足顧客需求和加強市場競爭力。
SMT的組裝密度高、電子產品體積和重量只有原來的十分之一左右。一般採用SMT技術後，電子產品的可靠性高，抗振能力強。而且SMT易於實現自動化，能夠提高生產效率，降低成本，這樣就節省了大量的能源、設備、人力和時間。
12.晶元封裝
我們在走進商場的時候，就會發現裡面幾乎每個商品都被包裝過。那麼我們即將說到的封裝和包裝有什麼區別呢？
封裝就是安裝半導體集成電路晶元用的外殼。因為晶元必須與外界隔離，以防止空氣中的雜質對晶元電路的腐蝕而造成電路性能下降，所以封裝是至關重要的。封裝後的晶元也更便於安裝和運輸。封裝的這些作用和包裝是基本相似的，但它又有獨特之處。封裝不僅起著安放、固定、密封、保護晶元和增強電路性能的作用，而且還是溝通晶元內部世界與外部電路的橋梁--晶元上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印製板上的導線與其他器件建立連接。因此，封裝對 CPU和其他大規模集成電路都起著重要的作用。隨著CPU和其他大規模電路的進步，集成電路的封裝形式也將有相應的發展。
晶元的封裝技術已經歷了好幾代的變遷，技術指標一代比一代先進，晶元面積與封裝面積之比（衡量封裝技術水平的主要指標）越來越接近於1，適用頻率越來越高，耐溫性能也越來越好。它還具有重量小，可靠性高，使用方便等優點。
13.晶元測試
為了能在當今激烈的市場競爭中立於不敗之地，電子產品的生產廠家就必需確保產品質量。而為了保證產品質量，在生產過程中就需要採用各類測試技術進行檢測，以及時發現缺陷和故障並進行修復。
我們在使用某個晶元的時候，經常發現這樣的現象，就是晶元的其中幾個引腳沒有用到。我們甚至還會以為這樣子使用這個晶元是用錯了。其實這幾個引腳是用來測試用的。在晶元被製造出來之後，還要由晶元測試工程師對晶元進行測試，看這些生產出來的晶元的性能是否符合要求、晶元的功能是否能夠實現。實際上，我們這種測試方法只是接觸式測試，晶元測試技術中還有非接觸式測試。
隨著線路板上元器件組裝密度的提高，傳統的電路接觸式測試受到了極大的限制，而非接觸式測試的應用越來越普遍。所謂非接觸測試，主要就是利用光這種物質對製造過程中或者已經製造出來的晶元進行測試。這就好像一個人覺得腿痛，他就去醫院進行一個X光透視，看看腿是不是出現骨折或者其他問題。這種方法不會收到元器件密度的影響，能夠以很快的測試速度找出缺陷。
14.覆晶封裝技術
我們都知道鳥籠是用竹棒把上下兩塊木板撐出一個空間，鳥就生活在這裡面。我們將要說到的覆晶封裝和鳥籠是有相似之處的。下面我們就來看一下什麼是覆晶封裝技術。
我們通常把晶片經過一系列工藝後形成了電路結構的一面稱作晶片的正面。原先的封裝技術是在襯底之上的晶片的正面是一直朝上的，而覆晶技術是將晶片的正面反過來，在晶片（看作上面那塊板）和襯底（看作下面那塊板）之間及電路的外圍使用凸塊（看作竹棒）連接，也就是說，由晶片、襯底、凸塊形成了一個空間，而電路結構（看作鳥）就在這個空間裡面。這樣封裝出來的晶元具有體積小、性能高、連線短等優點。
隨著半導體業的迅速發展，覆晶封裝技術勢必成為封裝業的主流。典型的覆晶封裝結構是由凸塊下面的冶金層、焊點、金屬墊層所構成，因此冶金層在元件作用時的消耗將嚴重影響到整個結構的可靠度和元件的使用壽命。
15.凸塊製程
我們小時候經常玩橡皮泥，可能還這樣子玩過，就是先把橡皮泥捏成一個頭狀，再在上面加上眼睛、鼻子、耳朵等。而我們長凸塊就和剛剛說到的"長"眼睛、鼻子、耳朵差不多了。
晶圓製造完成後，在晶圓上進行長凸塊製程。在晶圓上生長凸塊後，我們所看到的就像是一個平底鍋，鍋的邊沿就是凸塊，而中間部分就是用來形成電路結構的。按凸塊的結構分，可以把它分為本體和球下冶金層（UBM）兩個部分。
就目前晶圓凸塊製程而言，可分為印刷技術和電鍍技術，兩種技術各擅勝場。就電鍍技術而言，其優勢是能提供更好的線寬和凸塊平面度，可提供較大的晶元面積，同時電鍍凸塊技術適合高鉛製程的特性，可更大幅度地提高晶元的可靠度，增加晶元的強度與運作效能。而印刷技術的製作成本低廉較具有彈性，適用於大量和小量的生產，但是製程式控制制不易，使得這種方法較少運用於生產凸塊間距小於150μm的產品。
16.晶圓級封裝
在一些古董展覽會上，我們經常會看到這樣的情形，即用一隻玻璃罩罩在古董上。為了空氣不腐蝕古董，還會採用一些方法使玻璃罩和下面的座墊之間密封。下面我們借用這個例子來理解晶圓級封裝。
晶圓級封裝(WLP)就是在其上已經有某些電路微結構（好比古董）的晶片（好比座墊）與另一塊經腐蝕帶有空腔的晶片（好比玻璃罩）用化學鍵結合在一起。在這些電路微結構體的上面就形成了一個帶有密閉空腔的保護體（硅帽），可以避免器件在以後的工藝步驟中遭到損壞，也保證了晶片的清潔和結構體免受污染。這種方法使得微結構體處於真空或惰性氣體環境中，因而能夠提高器件的品質。
隨著IC晶元的功能與高度集成的需求越來越大，目前半導體封裝產業正向晶圓級封裝方向發展。它是一種常用的提高矽片集成度的方法，具有降低測試和封裝成本，降低引線電感，提高電容特性，改良散熱通道，降低貼裝高度等優點。
17.晶圓位階的晶元級封裝技術
半導體封裝技術在過去二十年間取得了長足的發展，預計在今後二十年裡還會出現更加積極的增長和新一輪的技術進步。晶圓位階的晶元級封裝技術是最近出現的有很大積極意義的封裝技術。
我們把晶元原來面積與封裝後面積之比接近1：1的理想情況的封裝就叫做晶元級封裝。就像我們吃桔子，總希望它的皮殼薄點。晶圓位階的晶元級封裝技術就是晶圓位階處理的晶元級封裝技術。它可以有效地提高硅的集成度。晶圓位階處理就是在晶圓製造出來後，直接在晶圓上就進行各種處理，使相同面積的晶圓可以容納更多的經晶元級封裝的晶元，從而提高硅的集成度。同理，假如我們讓人站到一間屋子裡去，如果在冬天可能只能站十個人，而在夏天衣服穿少了，那就可以站十一或者十二個人。
晶圓位階的晶元級封裝製程將在今後的幾年裡以很快的速度成長，這將會在手機等手提電子設備上體現出來。我們以後的手機肯定會有更多的功能，比如可以看電視等，但是它們可能比我們現在使用的更小，那就用到了晶圓位階的晶元級封裝技術。
資料來源：COB邦定技術(http://www.bonding-cob.com/index.asp)