關注了咱們差評的小夥伴肯定還記得，上個月的時候我們讨論了一下蘋果造的那顆膠水晶片 —— M1 Ultra 。
當時咱們說蘋果的膠水晶片是一種妥協，因為一顆晶片越大，切割之後晶圓四周浪費的“ 邊角料 ”就越多。
就好像是一刀 999 的切糕一樣，這玩意要是白白浪費了絕對是渾身肉疼。
話說到這兒，我發現評論區就開始有小夥伴讨論起來了：
那為什麼晶片要做成方的？做成三角形、六邊形的，不就不會造成晶圓浪費了？？？
欸~，不得不說大家夥的想法都非常有創意呀，不過其實這樣做反而會增加切割難度，對晶片的良品率造成影響。
到時候一核算成本，還不如浪費點邊角料來的劃算。
是以 “ 異形晶片 ” 的思路，其實是行不太通的。
不過這時候可能就要有小夥伴繼續另辟蹊徑了：
晶片為了保證好切保持方形不能變，那如果直接把底下的矽片做成方形的呢？
把“ 晶圓 ”變成“ 晶方 ”，切晶片的時候不也就沒有浪費了嘛！
嗯。。。這個方法，說可行也行，說不行也不行。
但是要想把它講明白，我得先問大家夥這麼一個問題：
你們見過方形的黃瓜嗎？
>/ 先有晶棒，才有晶圓
衆所周知，晶片是由晶圓刻蝕的，而晶圓則是由高純度的沙子。。。
哦不，高純度的矽元素組成的。
對普通的石英砂進行一系列的高溫還原反應，化學提純反應後，我們可以得到下圖這樣的高純度矽棒。
不過這還隻是第一步，這樣的矽棒由多晶矽構成，此時還不能用于生産晶圓。
就像這張圖中間所示的那樣，因為之前經過了各種粗犷的化學反應，内部的矽晶體結構架構不均勻。
單晶 多晶 不定 ▼
充滿了各種不對稱結構。
而為了消除這些不對稱的内部紊亂，我們還需要對多晶矽處理，将其轉變成可以用于晶片生産的結構穩定，電性能良好的單晶矽。
到了這一步，其實就是要生産正兒八經的晶圓了。
目前行業裡常用的工藝叫做柴可拉斯基法，也有個非常形象通俗的名字 —— 直拉法，市場占比約為 95 %。咱們常見的邏輯晶片，存儲晶片基本都是用這個方法生産出來的。
其中具體發生的具體變化，咱們可以在這張圖中看個大概。
首先是将剛才得到的多晶矽放在石英中加熱至熔融狀态，然後再植入一顆單晶矽 “ 種子 ”。
這融化的矽溶液一碰到單晶矽種子，就可以在矽種子的尾部開始有序生長。
通過控制旋轉的速度，和提拉的速率，我們就能得到不同寬度，不同長度的圓柱形單晶矽棒。
注意了！是旋轉！
還是沒什麼概念的小夥伴，咱們想象一下路邊的棉花糖攤。
拉晶棒的過程就和轉棉花糖的起手式差不多。
也就是說，目前主流的單晶矽生産工藝，決定了矽棒大機率得是圓形。反正我是沒見過方形的棉花糖。
至于再往後，就是把晶棒掐頭去尾，側邊打磨光滑。
然後再像切香腸一樣一點點切片，一張張晶圓的原材料，矽片就誕生了。
>/ 切完了，但是還沒結束？
其實到了這一步，關于晶圓形狀的問題也沒定死。
因為雖然直拉法是主流的單晶矽制造方案，但其實在它之外，也還有區熔法等方案，方形晶棒從理論上來說也還是有可能的。
但是為什麼一定要用圓形？其實問題還要牽扯到更後續的設計工藝上來。
在我們抛光打磨完切片的矽片之後，為了正式光刻，還需要在上面塗抹光刻膠。
一般來說，光膠膜厚度在 0.5 ～ 1.5 um 不等，而均勻性必須要在正負 0.01 um 内才行。
這個精度，肯定不能靠我們手工來解決的。。。
現在行業裡常用的方案是 “ 甩膠 ” 。即在中心處加入光刻膠，然後旋轉晶圓片。
然後通過不斷的控制轉速來将膠質甩開，最終我們就可以得到均勻平層的光刻膠。
也就是說吧，如果咱把矽片做成方形再旋轉的話，可能就是有的角落膠水堆積比較多，有的角落光刻膠就少了。
邊角的均勻性一下子就大打折扣了，即使變成了方形，可邊角這部分可能到最後還是得扔。。。
而且吧，除了光刻膠的問題，還有個更要命的事。
那就是在大家的 “約定俗成” 下，圓形矽片早就是行業标準了。
對應的光刻機、自動産線等等，都是基于“ 晶圓 ”的這個前提去設計的。
假如說現在有誰想整個方形的晶棒，他不僅僅要面對“拉出方形晶棒”的問題，還得把整個後續的産線重新翻新設計一番。
是以，晶圓可不可以做成方形的呢？可以，但不值。
>/ 嚴格來說，這并不浪費
照這麼看，晶圓上那些 “ 浪費 ” 的區域看來是不得不存在了。
但是咱就是說，有沒有一種可能，這個 “ 浪費 ” 的概念是咱們先入為主了。
有沒有可能，晶圓的邊緣部分，本身就應該被浪費掉呢？
其實啊是這麼回事，在矽片生産的切割，倒角，打磨等一系列的過程中，矽片的邊緣會積累下不少的邊緣應力。
這就導緻了，晶圓邊緣的結構是相對脆弱的。
就算是把邊緣區域都利用了起來做晶片，良品率也不太能得到保證。
是以說吧。。。别看晶圓做圓形，晶片做成方形。
但是某種意義上來講，這兩對組合還是非常般配的。
不過當然了，即使這麼解釋了一番，晶圓邊緣内側的區域也還是确确實實存在着一些浪費 —— 隻不過浪費的區域沒咱們想象的那麼大了。
而假如真要把這一小部分的浪費解決掉，其實大家現在采用的方法都差不多。
那就是向微積分看齊。
把晶圓越做越大，晶片越做越小，這方形不就。。。拼起來像極了圓？
至于如何把晶圓給整大，又如何在保證性能的前提下把晶片做小，這種讓人頭大的問題，還是交給工程師來想辦法吧。。。