半導體的世界裡總是充滿了神秘的科技感。從第一台計算機用肉眼可見的電子管，到如今計算機所使用的超大規模集成電路。電子計算機的發展已經從宏觀踏入了微觀的時代。也因此，半導體到底是如何從"沙子"變成我們手中的CPU内存固态呢？這個問題，我想大家都很感興趣。

在海康威視的邀請下，我終于有幸有機會能夠進入一家半導體工廠，來一睹半導體的生産和制造過程。

說到半導體的生産，這一直都是每一個中國人心痛的地方。半導體作為國家重要的産業，核心技術一周都是由其他國家所掌握，比如光刻機，制作技術，設計等。因此能夠生産半導體的機構少之又少。大部分機構僅僅具備半導體的封裝封測能力。這也是我們今天前往的半導體工廠所要展示的主要内容。

可能很多人覺得，半導體的封裝有什麼意思？不就是拿一個顆粒出來封裝好打包測試然後就扔給客戶嘛？詳細一點的可能就覺得還會打打标，做一個篩選什麼的。确實，如果你隻是一個不感興趣的小白，這些東西确實對你毫無用處。但如果你是一個對于固态顆粒或者内存顆粒非常感興趣的玩家，那麼我相信這次科普會對你的認知進行刷新。

晶圓到顆粒第一步——晶圓研磨

這個世界上，能生産晶圓的工廠不多，而NAND晶圓的生産，有三星，海力士，IMFT（美光與intel），東芝等。封測廠在拿到這些晶圓後，首先要對晶圓做分類，這個分類僅僅是對此産品屬于哪個廠商做一個分類而已，簡單的檢查後，放入氮氣儲備箱，等待準備使用。

當這批晶圓決定進入生産了，就會開始放入機器中進行生産，首先要對晶圓進行一次研磨。從晶圓廠出廠的晶圓為了保證強度，厚度一般都不會太低，但是進入生産的晶圓因為要考慮切割顆粒的問題，就不需要那麼高的厚度了。但是直接打磨晶圓的背面，可能導緻晶圓破損，因此首先會在晶圓正面先貼上一層薄膜，這樣就能為晶圓本身提供一定的支撐力。

（送入“貼膜”的晶圓）

（愛撕膜機……機）

（打磨完成的完整晶圓）

（一條條橫線劃分的“街道”就是一顆晶圓顆粒）

晶圓到顆粒第二步——晶圓切割

晶圓完成打磨以後，就可以進行切割了。水刀切割晶圓後讓晶圓能夠分離。

晶圓到顆粒第三步——晶圓篩選

當晶圓完成切割後，就可以對晶圓進行篩選。可能很多人聽到篩選這個詞，就會想到一些好顆粒和壞顆粒的篩選。其實這一步的篩選僅僅是篩選顆粒的第一步。晶圓廠會首先對某一批顆粒進行一次篩選，完成之後把篩選結果提供給封裝廠，這樣封裝廠就可以知道那些部分的晶圓是需要的顆粒，而哪些是不需要的顆粒了。我們可以看到下圖1中晶圓，許多晶圓顆粒已經被篩選掉了，而晶圓表面還剩下許多晶圓顆粒。

篩選後由晶圓廠要求合格的顆粒，就可以進行打包封裝了（如下圖2），而剩下晶圓上的顆粒會去哪裡呢？我們舉個例子。

假設這裡的顆粒可能是來自美光的。那麼美光現在準備制作合格的4Tb顆粒。經過測試，篩選出來合格的4Tb顆粒。那麼剩下的晶圓是否合格呢？結論是從晶圓廠的角度而言，這些顆粒是不合格的，原因可能是晶圓内部出現損壞，或者有瑕疵，斷裂，又或者是不可預估的損壞。

晶圓的篩選是一個甯錯殺不放過的過程，特别是廠商如果對自己的産品品質有要求的時候，顆粒的篩選也是如此，因為如果這個顆粒在篩選過程中沒有發現故障，等制作出來之後才被發現有故障，那麼前面的努力就全部木大了。

因此為何良品率這個東西那麼難提高，一方面當然需要考慮制作工藝的問題，而另一方面，生産的苛刻性也限定了産品的良品率。當然這個前提是這個廠商的晶圓篩選做到位，如果是沒有良知的晶圓提供商，在不清楚晶圓的狀況下讓晶圓全部做成了顆粒并提供給用戶，那麼損壞率高也就不奇怪了。

晶圓到顆粒第四步——引線焊接

在第三步篩選出來合格的晶圓之後，這些晶圓就會被放進引線框架中（也就是我們顆粒的底座），然後就可以把合格的晶圓進行引線焊接。顆粒和引線框架（底座）之間其實并不是接觸之後就連接上的，顆粒還需要與底座之間進行線路連接。而線路理解的材料就是金線（沒錯，就是金做的線）。原理其實和家裡的縫衣機縫線差不多，隻不過過去媽媽縫的是衣服，這裡“縫”的是顆粒。從這裡縫完的顆粒會被進行一次抽檢，确保晶圓都正确的“縫”在底座上。至此，晶圓已經有了顆粒的一半摸樣了。

晶圓到顆粒第五步——注塑與植球

晶圓在完成引線焊接後，就會進入另一個新的車間，并進行顆粒的注塑和植球，完成注塑的顆粒僅僅是把晶圓封裝了起來，這樣晶圓就不會暴露在外面。但實際上在外面看來，依舊是一團黑呼呼的塊狀物。這些顆粒會被送往機器中進行植球。當植球完成後，我們熟悉的顆粒的模樣就逐漸顯現出來了。

晶圓到顆粒第六步——打标與切割分類

其實的晶圓已經可以叫做顆粒了。這裡有一個很有趣的地方，顆粒是先打标再切割的。打标完成的顆粒會再次使用水刀進行切割。切割完成的顆粒就會對他們進行分類整理，準備放入下一個測試車間。

這裡有一個非常有趣的現象。顆粒在注塑和植球之前都沒有進行過測試，而打标也先完成于測試。這與我們想象中的顆粒測試并不相符。大部分人都覺得顆粒難道不是應該先測試之後再打标嘛？而事實證明，顆粒是先打标後測試的。這也就是意味着會出現打标後但是測試不通過的顆粒（符合我們蓋标顆粒的現象但那些沒打标的顆粒又是哪裡來的？）。其實在水刀切割的過程或者植球的過程中，都有一定的概率會有部分顆粒因為植球失敗或者别的原因被判斷為壞的顆粒（如下圖3）。那麼這個點就很有趣了，相信對于固态稍有研究的人，多多少少會有一點新的理解了吧？

晶圓到顆粒第七步——測試

顆粒經過千辛萬苦來到最後的測試環節，隻要這個測試環節通過了，那麼顆粒就已經準備出廠了。在這裡，顆粒會被注入一段程序，這段程序會幫助測試機完成顆粒的測試。其中還會對顆粒的品質進行挑選，最終顆粒也會被分成三六九等。完成測試的顆粒隻要就會做最後的檢查，包裝，就可以送到組裝廠進行SSD的安裝了。

在這裡有兩個非常有趣的點，一個是注入程序，一個是分類。這似乎又和我們對顆粒的認知有所差别？其實對于企業來說，顆粒的分類是很重要的，多次分類的目的也是為了保證顆粒的質量可靠。至于程序注入，也許就是我們開卡工具所能觸及的那僅僅是表面的“底層”。不過這些我們就留着下一次視頻來說吧。

至此，一塊晶圓到顆粒的曆險記就到此結束了。其實看起來很無聊，實際也非常無聊。半導體的發展早已進化到了全自動的狀态。對于我們這些非專業玩家來說，了解晶圓到顆粒的生産其實并沒有什麼意義，但是對于喜歡深究固态顆粒來源來說，我相信你會對固态顆粒的來源做出一個重新的思考，至于我的思考會是如何呢？那麼就留着下一期的視頻吧！本次科普就此結束了。最後再一次感謝海康威視對本次活動提供的贊助。

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