芯片主要由硅材料制成，其大小僅有手指甲的一半；一個芯片是由幾百個微電路連接在一起的，體積很小，在芯片上布滿了產生脈沖電流的微電路；它是微電子技術的主要產品。集成電路芯片是包括一硅基板、至少一電路、一固定封環、一接地環及至少一防護環的電子元件。

硅是地殼內第二豐富的元素，而脫氧后的沙子，尤其是石英，最多包含25％的硅元素，以二氧化硅的形式存在，這也是半導體制造產業的基礎。

另外廣泛應用的二極管、三極管、晶閘管、場效應管和各種集成電路都是用硅做的原材料。使用單晶硅晶圓用作基層，然后使用光刻、摻雜、CMP等技術制成MOSFET或BJT等組件，再利用薄膜和CMP技術制成導線，如此便完成芯片制作。

首先進行的是硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級，通過多步凈化得到可用于半導體知道質量的硅，學名電子級硅，平均每一百萬個硅原子中最多只有一個雜質原子。最后得到單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度 99.9999％。

硅錠切割：橫向切割成圓形的單個硅片，也就是我們常說的晶圓 。切割出的是晶圓經過拋光后變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當鏡子。沙子的使命才得以結束，剩下的經過復雜的技術加工后才能形成芯片。

硅儲量極為豐富，在地殼中，氧元素占到了49.4%，硅則憑借構成地殼總質量的26.4%，成為了第二豐富的元素。想象一下，把地球的三分之一拿來做芯片，恐怕是做到天荒地老也用不完啊。所以根本不用擔心造芯片會把硅用光。

半導體產業鏈可以大致分為設備、材料、設計等上游環節、中游晶圓制造，以及下游封裝測試等三個主要環節。半導體材料是產業鏈上游環節中非常重要的一環，在芯片的生產制造中起到關鍵性的作用。根據半導體芯片制造過程，一般可以把半導體材料分為基體、制造、封裝等三大材料，其中基體材料主要是用來制造硅晶圓半導體或者化合物半導體，制造材料則主要是將硅晶圓或者化合物半導體加工成芯片的過程中所需的各類材料，封裝材料則是將制得的芯片封裝切割過程中所用到的材料。

當時的電子管計算機太過笨重，重達30噸，占地170平方米，一小時耗電量差不多等于現在中國城市家庭小半個月的用量。所以為了改善這種局面，才研發了晶體管計算機，也就是我們現在所用的芯片的前身技術，而硅正是因為儲量大、性質穩定才成為了做芯片的主要原材料。但是想要把隨處可見的沙子變成芯片，卻是一個極其復雜的工程，像是現在華為被美國制裁，高端芯片就難以為繼。

高純的單晶硅是重要的半導體材料。在單晶硅中摻入微量的第IIIA族元素，形成p型硅半導體；摻入微量的第VA族元素，形成n型半導體。p型半導體和n型半導體結合在一起形成p-n結，就可做成太陽能電池，將輻射能轉變為電能。在開發能源方面是一種很有前途的材料。

文章整合自：織夢財經、中文網、數碼大本營

審核編輯：鄢孟繁