苹果华为都在搞胶水芯片，这事得怪晶圆太圆了

　　关注了咱们差评的小伙伴肯定还记得，上个月的时候我们讨论了一下苹果造的那颗胶水芯片M1Ultra。
　　当时咱们说苹果的胶水芯片是一种妥协，因为一颗芯片越大，切割之后晶圆四周浪费的边角料就越多。
　　就好像是一刀999的切糕一样，这玩意要是白白浪费了绝对是浑身肉疼。
　　话说到这儿，我发现评论区就开始有小伙伴讨论起来了：
　　那为什么芯片要做成方的？做成三角形、六边形的，不就不会造成晶圆浪费了？？？
　　欸，不得不说大家伙的想法都非常有创意呀，不过其实这样做反而会增加切割难度，对芯片的良品率造成影响。
　　到时候一核算成本，还不如浪费点边角料来的划算。
　　所以异形芯片的思路，其实是行不太通的。
　　不过这时候可能就要有小伙伴继续另辟蹊径了：
　　芯片为了保证好切保持方形不能变，那如果直接把底下的硅片做成方形的呢？
　　把晶圆变成晶方，切芯片的时候不也就没有浪费了嘛！
　　嗯这个方法，说可行也行，说不行也不行。
　　但是要想把它讲明白，我得先问大家伙这么一个问题：
　　你们见过方形的黄瓜吗？
　　先有晶棒，才有晶圆
　　众所周知，芯片是由晶圆刻蚀的，而晶圆则是由高纯度的沙子
　　哦不，高纯度的硅元素组成的。
　　对普通的石英砂进行一系列的高温还原反应，化学提纯反应后，我们可以得到下图这样的高纯度硅棒。
　　不过这还只是第一步，这样的硅棒由多晶硅构成，此时还不能用于生产晶圆。
　　就像这张图中间所示的那样，因为之前经过了各种粗犷的化学反应，内部的硅晶体结构框架不均匀。
　　单晶多晶不定
　　充满了各种不对称结构。
　　而为了消除这些不对称的内部紊乱，我们还需要对多晶硅处理，将其转变成可以用于芯片生产的结构稳定，电性能良好的单晶硅。
　　到了这一步，其实就是要生产正儿八经的晶圆了。
　　目前行业里常用的工艺叫做柴可拉斯基法，也有个非常形象通俗的名字直拉法，市场占比约为95。咱们常见的逻辑芯片，存储芯片基本都是用这个方法生产出来的。
　　其中具体发生的具体变化，咱们可以在这张图中看个大概。
　　首先是将刚才得到的多晶硅放在石英中加热至熔融状态，然后再植入一颗单晶硅种子。
　　这融化的硅溶液一碰到单晶硅种子，就可以在硅种子的尾部开始有序生长。
　　通过控制旋转的速度，和提拉的速率，我们就能得到不同宽度，不同长度的圆柱形单晶硅棒。
　　注意了！是旋转！
　　还是没什么概念的小伙伴，咱们想象一下路边的棉花糖摊。
　　拉晶棒的过程就和转棉花糖的起手式差不多。
　　也就是说，目前主流的单晶硅生产工艺，决定了硅棒大概率得是圆形。反正我是没见过方形的棉花糖。
　　至于再往后，就是把晶棒掐头去尾，侧边打磨光滑。
　　然后再像切香肠一样一点点切片，一张张晶圆的原材料，硅片就诞生了。
　　切完了，但是还没结束？
　　其实到了这一步，关于晶圆形状的问题也没定死。
　　因为虽然直拉法是主流的单晶硅制造方案，但其实在它之外，也还有区熔法等方案，方形晶棒从理论上来说也还是有可能的。
　　但是为什么一定要用圆形？其实问题还要牵扯到更后续的设计工艺上来。
　　在我们抛光打磨完切片的硅片之后，为了正式光刻，还需要在上面涂抹光刻胶。
　　一般来说，光胶膜厚度在0。51。5um不等，而均匀性必须要在正负0。01um内才行。
　　这个精度，肯定不能靠我们手工来解决的
　　现在行业里常用的方案是甩胶。即在中心处加入光刻胶，然后旋转晶圆片。
　　然后通过不断的控制转速来将胶质甩开，最终我们就可以得到均匀平层的光刻胶。
　　也就是说吧，如果咱把硅片做成方形再旋转的话，可能就是有的角落胶水堆积比较多，有的角落光刻胶就少了。
　　边角的均匀性一下子就大打折扣了，即使变成了方形，可边角这部分可能到最后还是得扔
　　而且吧，除了光刻胶的问题，还有个更要命的事。
　　那就是在大家的约定俗成下，圆形硅片早就是行业标准了。
　　对应的光刻机、自动产线等等，都是基于晶圆的这个前提去设计的。
　　假如说现在有谁想整个方形的晶棒，他不仅仅要面对拉出方形晶棒的问题，还得把整个后续的产线重新翻新设计一番。
　　所以，晶圆可不可以做成方形的呢？可以，但不值。
　　严格来说，这并不浪费
　　照这么看，晶圆上那些浪费的区域看来是不得不存在了。
　　但是咱就是说，有没有一种可能，这个浪费的概念是咱们先入为主了。
　　有没有可能，晶圆的边缘部分，本身就应该被浪费掉呢？
　　其实啊是这么回事，在硅片生产的切割，倒角，打磨等一系列的过程中，硅片的边缘会积累下不少的边缘应力。
　　这就导致了，晶圆边缘的结构是相对脆弱的。
　　就算是把边缘区域都利用了起来做芯片，良品率也不太能得到保证。
　　所以说吧别看晶圆做圆形，芯片做成方形。
　　但是某种意义上来讲，这两对组合还是非常般配的。
　　不过当然了，即使这么解释了一番，晶圆边缘内侧的区域也还是确确实实存在着一些浪费只不过浪费的区域没咱们想象的那么大了。
　　而假如真要把这一小部分的浪费解决掉，其实大家现在采用的方法都差不多。
　　那就是向微积分看齐。
　　把晶圆越做越大，芯片越做越小，这方形不就拼起来像极了圆？
　　至于如何把晶圆给整大，又如何在保证性能的前提下把芯片做小，这种让人头大的问题，还是交给工程师来想办法吧