就在昨日，華為聯合中央廣播電視總臺以及中國聯通在吉林長春啟動5G網絡VR實時傳輸測試，為春晚長春分會場5G直播提供技術驗證，這是華為繼本月13日成功實現5G網絡4K超高清電視傳輸后的又一重要測試，也意味著我們將在5G技術的支持下觀看春晚！好不揚眉吐氣！
本月，華為還先后發布了三款5G芯片，一個是鯤鵬920（服務器芯片），一個是天罡芯片（業界首款5G基站核心芯片），還有一個是巴龍5000（5G多模終端芯片），可以說是直接用實力回擊2018年下半年以來一些國家包含美國、日本、澳大利亞等國對華為5G設備的質疑。這是華為對于美國聲稱“華為有安全威脅”等莫須有的“罪名”的實力回擊！
不管怎么著，5G的商用都離不開5G芯片。以后，我們的手機要想用上5G技術，里面也少不了一塊5G基帶芯片。而這一塊塊芯片，在不久的將來，或將全部是“中國制造”，也就是，5G手機都將采用“中國芯”！
這一說到“中國芯”，必然少不了這芯片中用到的半導體材料——單晶硅。話說，這單晶硅可以是從大沙漠中來的，那就是，沙漠中，數量上足以碾壓一切的存在——沙子。那么，你們是否會好奇，到底沙子是怎么蛻變成芯片的呢？
其實，從成分來看，沙子的主要成分是二氧化硅，并不是能夠直接用于芯片中的硅的單晶體。這些沙子首先要進熔爐“重塑一下自我”。
在這過程中，沙子們被還原成了純度達98%的硅錠。而后，還要進行進一步的精煉，也就是要通過反復的酸化和蒸餾從而將它們提煉成純度達99.9999999%的純硅錠才行！這說明了，芯片，明顯地，容不得半點沙子（雜質）。
而這些純硅錠也不是就能夠直接用于CPU了，還要把它們變成單晶硅棒。這過程采用的是“直拉法”工藝——純硅錠被拉著邊旋轉上升，邊冷卻而成。在成為一根優質的單晶硅棒后，還要將頭尾（性能比較不好）部分剁去。接著呢，還要被“削皮”，也就是進行外徑研磨，以達到指定的尺寸，通常是8英寸/12英寸。據悉，這單晶硅棒的直徑越大，最終生產所得的單個芯片的生產成本也越低。但同時，對加工技術的要求也越高。
然后，還要經歷一番“片皮鴨”的遭遇，也就是切片。磨鋸聲起，單晶硅棒就變成了一片片薄又平的圓片。然后呢，為了讓它們變得比家用鏡子還要“亮”上個一百倍，這時候，還要通過物理磨削和拋光。然后，它們就成了一個個單晶硅片。
自此，單晶硅片便被隔絕了，嚴禁接觸任何的灰塵，并被隔塵載具接到一個超潔凈的車間。據說，這里的水和空氣都經過好多級的過濾……也不知道是不是上輩子五行缺火還是咋地，單晶硅圓片們還得再一次進爐子（烤爐），進行表面氧化。然后，它們的表面形成了一層均勻的氧化膜。
再然后，就是涂布光刻膠了。在這過程中，它們的表面被均勻地噴淋了一層“光刻膠”保護層。據說，這膠能保護它們的表面不被刻蝕試劑腐蝕，然而，它有個弱點——一遇到紫外線就“變質”，水再沖一下就沒了。
緊接著，是光刻顯影。專家們抓住了光刻膠的弱點。他們在它們的身上玩起了“投影”游戲，也就是將設計好的微電路投影在單晶硅片身上。光刻膠變成了電路的形狀。
而后，就是濕法蝕刻。它們被一個個地浸泡到刻蝕試劑中，然后，身上沒被光刻膠保護的部分，表面的氧化膜漸漸被腐蝕掉，硅基底就裸露了，接著，也變成了電路的形狀。在電路成功轉錄到單晶硅圓片們的身上之后，光刻膠就沒用了，自然只有一條路走——被徹底清掉。據悉，光刻和蝕刻的制程和晶圓變成芯片后的性能密切相關。而且，一般情況下，晶圓被刻得越精細，芯片的性能就越好。
還沒結束呢，這時候，還要進行離子注入以改變單晶硅圓片表層的極性。該過程主要是通過離子束將摻雜離子注入硅基底，而后，再進行一下熱處理讓這些外來離子穩定下來，以得到一個成熟的晶圓，就是表面有數十億個微小晶體管的晶圓。
接著，再進行沉積度銅工藝。鍍上銅后，還要再次經歷表面磨削、光刻、蝕刻等過程，將鍍好的銅分割成細小的導線，進而將晶體管連接起來。終于，到了最后一步——芯片封裝。在這過程中，晶圓們被分割成一個個集成電路裸片。在通過電路測試后，和散熱片、底板等部件被封裝到了一起，就此，晶圓成了芯片。到此，你們是不是有點兒了解了硅，這地球上儲量最豐富的材料之一了呢。
說到芯片，讓人聯想到的還挺多，比如，半導體芯片制造中不可缺少的材料——高純金屬材料制造的濺射靶材，例如，高純鎢靶材、高純鉬靶材以及高純鈦靶材等。據悉，能夠生產超高純金屬濺射靶材全球只有四家，其中一家就在中國。也有數據表明，全球近三百家芯片公司中的九成以上采用了該家公司生產的超純金屬靶材，穩穩地打破了日本和美國的壟斷。
此外，還得說說刻蝕機，這半導體芯片生產必不可少的機器，以及早已名震美國的為中國填補了等離子體刻蝕機空白的原美國應用材料總公司副總裁尹志堯。即使有著硅谷最成功的華人之一的名頭，尹老還是毅然放棄一切，于2004年回國創業。因技術保護的原因，他只能帶領他的團隊，一切從零開始。而他們僅用了3年時間，就為中國填補了等離子體刻蝕機的空白。接著，在2012年，我國自主生產制造的用于32nm至28nm芯片加工的第二代等離子體刻蝕設備已具備國際競爭力。而這也迫使美國在2015年放棄了對中國等離子刻蝕機的技術封鎖。
雖然，目前，這些進步還不足以彌補中國和國外先進技術上的差距，而我們離實現“中國芯”的完全自主制造還要一段路要走。僅就其中的光刻工藝而言，當下，國內可以做到的最小光刻線寬大約在14nm左右，而世界先進水平可以達到7nm左右。業內人士表示，兩者之間的技術差距，大約5-7年。但是，筆者始終相信，即使中國的自主創新又雙叒叕面對巨大的壓力，在不遠的將來，或許三五年內，我們將擁有自己的不摻雜的“中國芯”！因為華為是5G時代當之無愧的領跑者。而華為是中國的！最后，華為5G技術直播下的春晚，你期待嗎？
