适读人群 :从事半导体制造与设计的专业人员阅读
说到芯片,相信关注它的朋友都知道,目前美国垄断市场占了全球50%的份额,而国内在芯片方面经常被美国卡脖子,比如中兴、华为等。而且不仅仅是卡成品芯片,还卡生产芯片的设备、材料、EDA软件等。
一说起芯片,很多朋友都会说,要加速国产替代,不让别人卡住我们的脖子。但在整个芯片产业,究竟有多少卡脖子的技术环节,我们又该在什么地方努力?
目前有很多朋友表示,芯片有三大上游产业,分别是EDA、半导体设备、半导体材料,只要搞定这三大产业,就不用愁了。这样说也对,但不够全面,真正三大卡脖子的技术主要是在工艺、装备/材料、设计IP核/EDA。
工艺是指芯片制造工艺,这是与芯片生产企业本身的技术相关的。比如台积电、三星达到了5nm,格芯、Intel、联电等达到了10nm,而目前国产技术只达到14nm。
设备/材料其实是一体的,装备是指光刻机、刻蚀机、离子注入机等。在设备的前10大厂商中,美国有4家,日本有4家,欧洲有2家,其中美国份额高。
在材料方面,日本垄断半导体材料70%的市场,这两方面都需要我们继续加强。
EDA是用来设计芯片的软件,目前整个市场被美国企业垄断了90%以上,国产不足5%。
IP核是指指令集,比如ARM、X86、RISC-V、MIPS、Alpha、Power。目前国内就没有自己的指令集,都是采用国外的指令集来设计芯片。
可见三大关键环节,都是被卡着脖子,并且是一环套一环,要想不被卡脖子,这些环节要全部实现国产替代才行,可见这是整个供应链体系的事情,而不是某一家厂商,或几家厂商的事情,需要一批批强大的企业。
以上这些环节需要专业的人才培养、高效的创新机制和深厚的科技文化支撑,因此,就需要从基础做起,尽快普及相关的科技知识。本书就是为了解决上述问题而出版的,涉及前段制程、清洗与干燥、离子注入和热处理、光刻、刻蚀、成膜、平坦化、CMOS、后段制程,为半导体技术的知识普及,为加速半导体产业国产替代,解决“卡脖子”问题尽一份绵薄之力。
图解入门——半导体制造设备基础与构造精讲 原书第3版
本书以简洁明了的结构向读者展现了半导体制造工艺中使用的设备基础和构造。全书涵盖了半导体制造设备的现状以及展望,同时也对清洗和干燥设备、离子注入设备、热处理设备、光刻设备、蚀刻设备、成膜设备、平坦化设备、监测和分析设备、后段制程设备等逐章进行解说。虽然包含了很多生涩的词汇,但难能可贵的是全书提供了丰富的图片和表格,帮助读者进行理解。相信本书一定能带领读者进入一个半导体制造设备的立体世界。
本书适合从事半导体与芯片加工、设计的从业者,以及准备涉足上述领域的上班族和学生阅读参考。
此版本仅限在中国大陆地区(不包括香港、澳门特别行政区及台湾地区)销售。
图解入门——半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)
本书以图解的方式深入浅出地讲述了半导体制造工艺的各个技术环节。全书共分为12章,包括半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化 (CMP)工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺概述、后段制程的趋势、半导体工艺的新动向。本书适合与半导体业务相关的人士、准备涉足半导体领域的人士、感兴趣的职场人士、学生等参考。
集成电路产业以制造为本,制造业之基在于设备与材料。本书简约生动地介绍了集成电路制造业中常用的设备与材料,以图文并茂的方式俯览集成电路制造业全貌,适用于绝大多数对集成电路产业有兴趣的读者。
本书还以青花笔法勾勒了日本半导体产业的过去、现在与未来。日本集成电路产业史是一面镜子,对于今日中国半导体产业如何开创新局亦有深远的指导意义。
---------国内半导体行业知名专家,《半导体简史》作者 王齐
没有高精尖的半导体设备的支撑,半导体制造将会变为无本之木、无源之水。本书作为原作者《图解入门—半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)》的姊妹篇,相信会带给读者更高层次对半导体工艺的理解,对普及半导体设备的基础知识也大有裨益。
---------电子科技大学电子科学与工程学院教授 王忆文
以5G、人工智能和云计算为代表的数字技术正在快速地改变着社会,半导体是这场数字化技术革命的基石。为实现我国“自给自足,减少进口依赖”的半导体行业目标,需要更多的有识之士投入到学习和实践中来,在半导体制造领域奋起直追,中国半导体行业的腾飞一定指日可待。
---------华为公司高级顾问、信息通信行业专家 李翔宇
图解入门——半导体制造设备基础与构造精讲 原书第3版
图解入门——半导体制造工艺基础精讲(原书第4版)
原书前言
半导体制造工艺全貌/
1-1半导体工艺简介/
1-2前段制程和后段制程的区别/
1-3循环型的前段制程半导体工艺/
1-4前端工艺和后端工艺/
1-5什么是硅晶圆?/
1-6硅晶圆是如何制造的?/
1-7硅的特性是什么?/
1-8硅晶圆所需的洁净度/
1-9硅晶圆在fab中的使用方法/
1-10晶圆的大直径化/
1-11与产品化相关的后段制程/
1-12后段制程使用的工艺是什么?/
2-1追求微细化的前段制程工艺/
2-2批量制造芯片的前段制程/
2-3在没有“等待”的工艺中进行必要的检查和监控/
2-4前段制程fab的全貌/
2-5fab的生产线构成——什么是Bay方式?/
2-6晶圆厂需要尽早提升良品率/
3-1始终保持洁净的清洗工艺/
3-2清洗方法和机理/
3-3基础清洗——RCA清洗/
3-4新清洗方法的例子/
3-5批量式和单片式之间的区别/
3-6吞吐量至关重要的清洗工艺/
3-7清洗后必不可少的干燥工艺/
3-8新的干燥工艺/
3-9湿法工艺和干法清洗/
4-1注入杂质的离子注入技术/
4-2需要高真空的离子注入工艺/
4-3用于不同目的的离子注入工艺/
4-4离子注入后的晶格恢复处理/
4-5各种热处理工艺/
4-6最新的激光退火工艺/
4-7LSI制造和热预算/
5-1复制图形的光刻工艺/
5-2光刻工艺的本质就是照相/
5-3推动微细化的曝光技术的演变/
5-4掩膜版和防尘薄膜/
5-5相当于相纸的光刻胶/
5-6涂布光刻胶膜的涂胶机/
5-7曝光后必需的显影工艺/
5-8去除不要的光刻胶灰化工艺/
5-9浸液曝光技术现状/
5-10什么是双重图形?/
5-11追求进一步微细化的EUV 技术/
5-12纳米压印技术/
6-1刻蚀工艺流程和刻蚀偏差/
6-2方法多样的刻蚀工艺/
6-3刻蚀工艺中不可或缺的等离子体/
6-4RF(射频)施加方式有什么不同?/
6-5各向异性的机理/
6-6干法刻蚀工艺的挑战/
7-1LSI功能不可或缺的成膜工艺/
7-2方法多样的成膜工艺/
7-3受基底形状影响的成膜工艺/
7-4直接氧化晶圆的氧化工艺/
7-5热CVD和等离子体CVD/
7-6金属膜所需要的溅射工艺/
7-7Cu(铜)布线不可缺少的电镀工艺/
7-8Low-k(低介电常数)膜所使用的涂布工艺/
7-9High-k栅极堆叠工艺/
7-10Cu/Low-k工艺/
8-1多层布线不可或缺的CMP工艺/
8-2采用先进光刻技术的CMP工艺/
8-3回归湿法工艺的CMP设备/
8-4消耗品多的CMP工艺/
8-5CMP的平坦化机理/
8-6应用于Cu/Low-k的CMP工艺/
8-7课题堆积如山的CMP工艺/
9-1什么是CMOS?/
9-2CMOS的效果/
9-3CMOS结构制造(之一)器件间隔离区域/
9-4CMOS结构制造(之二)阱形成/
9-5晶体管形成(之一)栅极形成/
9-6晶体管形成(之二)源极/漏极/
9-7电极形成(钨塞形成)/
9-8后端工艺/
10-1去除不良品的晶圆测试/
10-2使晶圆变薄的减薄工艺/
10-3切割出芯片的划片/
10-4粘贴芯片/
10-5电气连接的引线键合/
10-6封装芯片的注塑/
10-7产品的打标和引线成形/
10-8最终检验流程/
11-1连接时没有引线的无引线键合/
11-2无须引线框架的 BGA/
11-3旨在实现多功能的 SiP/
11-4真实芯片尺寸的晶圆级封装/
12-1路线图和“路线图外”/
12-2站在十字路口的半导体工艺微细化/
12-3More Moore所必需的NGL/
12-4EUV技术趋势/
12-5450mm晶圆趋势/
12-6半导体晶圆厂的多样化/
12-7贯通芯片的 TSV(Through Silicon Via)/
12-8对抗More Moore的三维封装/
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