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【导语】11月2日凌晨，安世半导体中国公司一则公告引发科技圈震动：其荷兰母公司单方面停止向东莞封装测试厂供应晶圆。这一“左(zuǒ)手(shǒu)断(duàn)供(gōng)右(yòu)手(shǒu)”的(de)举(jǔ)动(dòng)，将(jiāng)半(bàn)导(dǎo)体(tǐ)产(chǎn)业(yè)核(hé)心(xīn)环(huán)节(jié)“晶(jīng)圆(yuán)”推(tuī)至(zhì)台(tái)前(qián)。从(cóng)沙(shā)中(zhōng)提(tí)纯(chún)的(de)单(dān)晶(jīng)硅(guī)到(dào)承(chéng)载(zài)百(bǎi)亿(yì)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)的(de)“微(wēi)缩(suō)城(chéng)市(shì)”，晶(jīng)圆(yuán)如何从原料蜕变为芯片基石？中国晶圆代工产业又能否借势突破，改写全球半导体竞争格局？

11月2日凌晨，一则来自安世半导体（Nexperia）中国公司的公告函在科技圈引发关注。公告直指其荷兰母公司单方面决定，停止向东莞的封装测试工厂供应“晶圆”。这一“左手断供右手”的奇特操作，瞬间将一个高度专业的名词——“晶圆”推到了聚光灯下。

在半导体这条产业中，“晶圆”究竟扮演着什么角色？它为何能成为整条产业链上的关键环节？我们日常所说的“芯片”和它又是什么关系？

从沙子到“画布”

如果说芯片是现代工业的“粮食”，那么晶圆就是培育粮食的“黑土地”。这片“黑土地(de)”的“土壤”，其实来自于地球上最常见的物质之一——沙子（主要成分：二氧化硅）。

点“沙”成“硅”

沙子里有硅，但是纯度很低，而且是二氧化硅（SiO2）。我们不能随便抓一把沙子就拿来提炼硅。通常，会选用含硅量比较高的石英砂矿石。

第一步，脱氧、提纯。

将石英砂原料放入熔炉中，加热到1400℃以上的高温（硅的熔点为1410℃），与碳源发生化学反应，就可以生成高纯度（98%以上）的冶金级工业硅（MG-Si）。

随后，通过氯化(huà)反(fǎn)应(yīng)和(hé)蒸(zhēng)馏(liú)工艺，进一步提纯，得到纯度更高的硅。

硅这个材料，不仅可以用于半导体芯片制造，也可以用于光伏行业（太阳能发电）。

在半导体芯片行业，对硅的纯度要求更加变态，是99.9999999%到99.999999999%，也就是9~11个9。这种用于半导体制造的硅，学名电子级硅（EG-Si），平均每一百万个硅原子中最多只允许有一个杂质原子。

种出“完美的圆柱”

这种经(jīng)过(guò)提(tí)纯(chún)之(zhī)后(hòu)的硅，是多晶硅。接下来，还需要把它变成单晶硅。

简单来说，单晶硅具有完美的晶体结构，有非常好的性能。多晶硅，晶粒大、不规则、缺陷多，各种性能都相对差。所以，芯片这种高端货，基(jī)本(běn)都使用单晶硅。光伏那边，可以用多晶硅。

工人们将多晶硅在高温下熔化成液体，然后将一颗微小的“籽晶”浸入熔体中，并以极其缓慢的速度旋转、提拉。

随着籽晶的“生长”，硅原子会像搭积木一样，严格按照籽晶的晶体结构排列，最终形成一根巨大、光滑、完美的圆柱形“单晶硅锭”。这个过程必须在绝对真空和高温下进行，任何微小的震动或杂质都会导致前功尽弃。

从“圆柱”到“圆片”

晶圆为什么是圆的？答案就在这根圆柱形的硅锭上。接下来，这根硅锭会被精密切割机（类似精密的“面包(bāo)切(qiè)片(piàn)机(jī)”）切(qiè)割(gē)成(chéng)一(yī)片(piàn)片(piàn)厚(hòu)度(dù)不(bù)到(dào)1毫(háo)米(mǐ)的(de)薄(báo)片(piàn)。

目(mù)前(qián)主流(liú)的(de)切(qiè)片(piàn)方(fāng)式(shì)，是(shì)采用(yòng)带(dài)有(yǒu)金(jīn)刚(gāng)线(xiàn)的(de)多(duō)线(xiàn)切(qiè)割(gē)机(jī)，也(yě)就(jiù)是(shì)用(yòng)线(xiàn)上(shàng)固(gù)定(dìng)有(yǒu)金刚石颗粒的钢丝线，对硅段进行多段切割。这种方法的效率高、损耗少。

切片有时候也会采用内圆锯。内圆锯则是内圆镀有金刚石的薄片，通过旋转内圆薄片切割晶锭。内圆锯的切割精度和速度相对较高，适用于高质量晶圆的切割。

但刚切下的薄片还很粗糙。它们必须经过研磨、化学腐蚀和“化学机械抛光”等多道工序。这个抛光过程堪称“吹毛求疵”，最终的晶圆表面必须光滑到“如镜面一般”。

至此，一块空白的“晶圆”——芯片的“画布”——才算正式诞生。它还不是芯片，但它已是承载一切运算奇迹的基石。

从“画布”到“城市”

如果说上一阶段我们得到的是一块块“画布”（空白晶圆），那么接下来的过程，就是在这些画布上绘制出人类迄今为止最复杂的“画作”——集成电路。

这个“绘制”工厂，就是我们(men)常(cháng)说(shuō)的(de)“晶(jīng)圆(yuán)厂(chǎng)”，比(bǐ)如(rú)台(tái)积(jī)电(diàn)、中(zhōng)芯(xīn)国(guó)际(jì)等(děng)。而(ér)它(tā)们(men)使(shǐ)用(yòng)的(de)“画(huà)笔(bǐ)”，就(jiù)是(shì)光(guāng)刻(kè)机(jī)。

“画(huà)作(zuò)”的(de)设(shè)计(jì)与(yǔ)绘(huì)制(zhì)

首(shǒu)先(xiān)，芯(xīn)片(piàn)设(shè)计(jì)公(gōng)司(sī)（如(rú)英(yīng)特(tè)尔(ěr)、AMD、英伟达）会设计出复杂的电路图（版图）。这张图纸被制作成“光掩模”，它就像是老式胶卷的底片。

涂胶、曝光、蚀刻的循环

空白晶圆被送入晶圆厂后，会经历一个极其繁复的“PVD、CVD、光刻、蚀刻、注入”循环，这个过程可能要重复上百次，耗时数月：

涂胶： 在晶圆表面均匀涂上一层对光敏感的“光刻胶”。

曝光： 光刻机（如ASML的EUV光刻机）发出的光束（如极紫外光）穿过“光掩模”，将电路图案“投影”到光刻胶上。被照到的部分会发生化学变化。

显影： 洗去被曝光（或未被曝光）的光刻胶，电路图案就留在了晶圆表(biǎo)面(miàn)。

蚀(shí)刻(kè)/ 沉(chén)积(jī)： 使(shǐ)用(yòng)化(huà)学(xué)气(qì)体(tǐ)或(huò)等(děng)离(lí)子(zi)体(tǐ)，在(zài)没(méi)有(yǒu)光(guāng)刻(kè)胶(jiāo)保(bǎo)护(hù)的(de)区(qū)域进(jìn)行(xíng)“雕(diāo)刻(kè)”（蚀(shí)刻(kè)掉(diào)多(duō)余(yú)的(de)硅(guī)）或(huò)“沉(chén)积(jī)”（生(shēng)长(zhǎng)出(chū)新(xīn)的(de)材(cái)料(liào)层(céng)，如(rú)铜(tóng)导(dǎo)线(xiàn)或(huò)绝(jué)缘(yuán)体(tǐ)）。

离(lí)子注入： 在特定区域“掺(càn)杂(zá)”入(rù)其(qí)他(tā)元(yuán)素(sù)，以(yǐ)改(gǎi)变(biàn)其(qí)导(dǎo)电(diàn)性(xìng)能(néng)，从(cóng)而(ér)制(zhì)造(zào)出(chū)晶(jīng)体(tǐ)管(guǎn)（开(kāi)关）。

从(cóng)晶(jīng)圆(yuán)到(dào)芯(xīn)片(piàn)的(de)最(zuì)后(hòu)一(yī)步(bù)

这(zhè)个(gè)循环往复，就像用3D打印技术一层一层地盖楼。几个月后，原本光滑的晶圆表面已经布满了数以百亿计的微型晶体管和连接线，形成了一座座密集的“微缩城市”。

此(cǐ)时(shí)，这(zhè)片“晶圆”上已经布满了成百上千个完全相同的“芯片”。它已经不再是“空白画布”，而是“满载画作的成品”。

此次事件中的安世半导体东莞工厂的角色，正是“封装(zhuāng)测(cè)试(shì)”。它(tā)们(men)拿(ná)到(dào)的(de)，就(jiù)是(shì)这(zhè)种(zhǒng)“满(mǎn)载(zài)画(huà)作(zuò)”的(de)成(chéng)品(pǐn)晶(jīng)圆(yuán)。它(tā)们(men)的(de)工(gōng)作(zuò)是(shì)：

测(cè)试(shì)： 用(yòng)探(tàn)针(zhēn)测(cè)试(shì)晶(jīng)圆(yuán)上(shàng)每(měi)一(yī)个(gè)裸(luǒ)片(piàn)，看(kàn)是(shì)否(fǒu)合格。

切割： 将这块大圆片切割成一个个独立的小方块（芯片）。

封装： 将合格的芯片“装”进我们常见的黑色小方盒（芯片外壳）里，并焊上引脚，以便它能安装在电路板上。

从“追赶”到“并跑”

从全球视角看，中国大陆晶圆代工产业正在经历从“追赶”到“并跑”的关键转型期。虽然在最先进的2纳米、3纳米制程上仍有差距，但在成熟制程、特色工艺、化合物半导体等领域，中国企业正在缩小差距甚至实现局部领先。

《2025全球及中国半导体制造市场预测和产业分析》报告显示，未来三年，随着71座300mm晶圆厂的陆续投产，中国大陆将占据全球近三成的产能份额。

如今，中国晶圆代工产业需要在技术攻关、人才培养、产业链协同等方面持续发力。未来将在成熟制程、特色工艺领域巩固优势，逐步夯实供应链安全，这样不仅将大幅提升中国半导体产业的自给率，也将深刻改变全球半导体产业的竞争格局。

参考资料：

1.上海证券报丨安世中国凌晨声明：恶意抹黑，倒欠10亿！

2.“中科院物理所”公众号丨晶圆是如何制造出来的？

3.“中国科学院半导体研究所”公众号丨芯片制造工艺流程.图文详解.一文通

撰文：记者 段大卫

编辑：段大卫

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