一、晶圓、晶粒、芯片的定義

（一）晶圓的定義

晶圓是指制作硅半導體電路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高純度的多晶硅溶解后摻入硅晶體晶種，然后慢慢拉出，形成圓柱形的單晶硅。硅晶棒再經過研磨、拋光、切片后，形成硅晶圓片，也就是晶圓。目前國內晶圓生產線以8英寸和12英寸為主，晶圓的主要加工方式為片加工和批加工，即同時加工1片或多片晶圓。隨著半導體特征尺寸越來越小，加工及測量設備越來越先進，使得晶圓加工出現了新的數據特點。同時，特征尺寸的減小，使得晶圓加工時，空氣中的顆粒數對晶圓加工后質量及可靠性的影響增大，而隨著潔凈度的提高，顆粒數也出現了新的數據特點。

（二）晶粒的定義

晶粒是指晶圓被切割切成的小塊，這里學名為die。它是硅片中一個很小的單位，包括了設計完整的單個芯片以及芯片鄰近水平和垂直方向上的部分劃片槽區域。晶粒的平均直徑通常在0.015 - 0.25mm范圍內，并且每個晶粒有時又有若干個位向稍有差異的亞晶粒所組成，亞晶粒的平均直徑通常為0.001mm數量級。

（三）芯片的定義

芯片，又稱微電路（microcircuit）、微芯片（microchip）、集成電路（英語：integrated circuit，IC）。是指內含集成電路的硅片，體積很小，常常是計算機或其他電子設備的一部分。芯片是經過很多道復雜的設計工序之后所產生的一種結果，它一般作為一種載體使用，在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結構，從而成為有特定電性功能的集成電路產品。

二、晶圓和晶粒的區別

（一）從結構和形態上

1. 晶圓

• 晶圓是一個完整的圓形硅片，它是半導體制造的基礎材料。例如在生產過程中，先有晶圓才能在其上進行各種電路元件結構的加工制作。晶圓的尺寸有多種規格，常見的有6英寸、8英寸、12英寸等，其外觀是一個較大的圓形薄片，就像一個大的“硅基盤”，為后續制造提供了一個基礎的平臺。

• 它的制作過程相對復雜，從高純度的多晶硅開始，經過溶解、摻入晶種、拉晶形成單晶硅棒，再經過研磨、拋光、切片等多道工序才最終形成晶圓。

2. 晶粒

• 晶粒是晶圓經過切割后形成的小塊。晶粒的外形通常為矩形或正方形，與晶圓的圓形外觀有明顯區別。它是從晶圓這個大的整體中分割出來的小單元，尺寸相對晶圓要小很多。例如，在一塊8英寸的晶圓上可以切割出許多個晶粒，這些晶粒是后續制成芯片的基礎部件，就好比從一整張大紙上裁剪出許多小紙片一樣。

• 晶粒在微觀結構上包括了設計完整的單個芯片以及芯片鄰近水平和垂直方向上的部分劃片槽區域，這意味著它雖然是一

• 

• 個小單元，但已經包含了芯片的基本結構雛形，不過還未進行封裝等后續工序。

（二）從功能和用途上

1. 晶圓

• 晶圓主要是作為制造芯片的基礎材料和平臺。在晶圓上可以通過光刻、蝕刻等工藝來構建各種電路元件，如晶體管、電容、電阻等，這些電路元件組合起來才能形成具有特定功能的芯片。例如，在晶圓上通過光刻技術將設計好的電路圖案轉移到晶圓表面，然后經過蝕刻等工藝將不需要的部分去除，逐步構建起芯片的電路結構。

• 晶圓在未進行切割等加工之前，是不能直接用于電子設備中的，它只是一個含有潛在芯片電路結構的硅片。

2. 晶粒

• 晶粒是芯片的前身，是一個已經具備了單個芯片基本功能結構的半成品。每個晶粒都有可能經過封裝等工序后成為一個獨立的芯片。例如，在一些芯片制造中，如果某個晶粒在測試過程中被判定為良品（KGD：已知良品晶粒），那么它就可以進入封裝環節，最終成為一個可以正常使用的芯片。

• 但是晶粒本身由于未封裝，在實際應用場景中還不能像芯片那樣直接安裝在電路板上使用，它還需要進一步的加工處理。

（三）從生產加工過程上

1. 晶圓

• 晶圓的生產過程側重于硅材料的提純、拉晶以及硅片的成型。首先要將高純度的多晶硅原料進行處理，通過特定的設備和工藝將其拉制成單晶硅棒，這個過程需要精確控制溫度、摻雜等參數以保證單晶硅的質量。然后對單晶硅棒進行研磨、拋光和切片等操作，最終得到晶圓。在這個過程中，主要關注的是硅片的平整度、純度等物理特性，因為這些特性會影響到后續在晶圓上構建電路的質量。

• 晶圓的加工通常是在晶圓廠進行，需要大型的、高精度的設備來完成這些復雜的工序，而且整個過程需要在高度潔凈的環境下進行，以避免雜質對晶圓質量的影響。

2. 晶粒

• 晶粒的生產過程是在晶圓的基礎上進行切割操作。通過使用切割設備，將晶圓按照預先設計好的布局切割成一個個的小晶粒。在切割之前，通常需要對晶圓進行測試，標記出哪些區域是符合要求的晶粒，然后再進行切割。切割過程需要保證晶粒的完整性和準確性，避免切割過程中對晶粒內部電路結構造成損壞。

• 切割后的晶粒還需要進行測試，篩選出合格的晶粒（KGD），這個測試過程主要是檢測晶粒的電學性能和可靠性等指標，不合格的晶粒將會被淘汰，只有合格的晶粒才能進入封裝環節成為芯片。

三、晶圓和芯片的區別

（一）從結構和形態上

1. 晶圓

• 如前文所述，晶圓是一個圓形的硅片，它是半導體制造的基礎原材料。晶圓表面是平整的硅晶體結構，在這個基礎上通過光刻、蝕刻等工藝來構建各種電路元件，但在未經過切割和封裝等工序前，它看起來就是一個單純的硅片，上面有一些通過加工形成的電路圖案或結構。

• 晶圓的尺寸較大，通常以英寸為單位來衡量其直徑，常見的有8英寸、12英寸等規格，其厚度相對較薄，是一個扁平的圓形物體。

2. 芯片

• 芯片是經過封裝后的成品。它的結構包括了封裝外殼和內部的集成電路。封裝外殼起到保護內部電路的作用，同時也提供了與外部電路連接的引腳等接口。芯片的外形通常是長方形或正方形，尺寸相對較小，根據不同的功能和應用場景，芯片的大小會有所不同，但總體來說比晶圓要小很多。

• 在芯片內部，是由多個晶體管、電容、電阻等電路元件組成的集成電路，這些元件通過特定的布線和連接方式實現特定的功能，例如實現數據處理、信號放大、存儲等功能。

（二）從功能和用途上

1. 晶圓

• 晶圓主要用于芯片的制造過程中，是芯片制造的基礎平臺。在晶圓上構建的電路元件和結構是為了最終形成芯片的集成電路。晶圓本身不能直接用于電子設備中實現具體的功能，它只是提供了一個制造芯片的物理基礎。例如，在計算機制造中，晶圓不能直接安裝在主板上發揮計算功能，而是需要經過一系列加工成為芯片后才能使用。

2. 芯片

• 芯片是電子設備中的核心部件，具有各種各樣的功能。例如，微處理器芯片（CPU）用于計算機中的數據處理和運算控制；存儲芯片用于數據的存儲和讀取，像計算機中的內存芯片（RAM）和硬盤控制芯片等；還有通信芯片用于實現設備之間的通信功能，如手機中的基帶芯片等。芯片直接參與到電子設備的各種功能實現中，是現代電子設備正常運行不可或缺的組成部分。

（三）從生產加工過程上

1. 晶圓

• 晶圓的生產過程前面已經提到，主要是硅材料的加工和硅片的成型過程，包括多晶硅的提純、拉晶、硅棒的研磨、拋光和切片等工序。在晶圓制造過程中，需要高度精密的設備和嚴格的環境控制，以確保晶圓的質量。例如，在拉晶過程中，溫度、摻雜濃度等參數的微小變化都可能影響到單晶硅的質量，進而影響到最終晶圓的質量。

• 晶圓制造完成后，還需要進行一些初步的測試，例如檢測晶圓的平整度、純度、電學性能等基本指標，但此時的晶圓還遠未成為最終的可用產品。

2. 芯片

• 芯片的生產過程是在晶圓的基礎上進行的。首先要對晶圓進行切割得到晶粒，然后對晶粒進行測試篩選出合格的晶粒。接著將合格的晶粒進行封裝，封裝過程包括將晶粒安裝到封裝外殼中，通過引線鍵合等工藝將晶粒的電路與封裝外殼的引腳連接起來，并且在封裝外殼內可能還會填充一些保護材料，如環氧樹脂等。

• 在封裝完成后，芯片還需要進行最后的測試，檢測芯片的功能是否正常、性能是否符合要求等，只有通過測試的芯片才能作為合格產品進入市場銷售和應用。

四、晶粒和芯片的區別

（一）從結構和形態上

1. 晶粒

• 晶粒是從晶圓切割出來的小塊，其外形通常為矩形或正方形，它包含了設計完整的單個芯片以及芯片鄰近水平和垂直方向上的部分劃片槽區域。晶粒在未封裝前是一個裸片，其表面是直接暴露的電路結構，沒有任何保護外殼。例如，在芯片制造過程中，從晶圓上切割下來的晶粒看起來就是一個小的硅片，上面有一些微小的電路圖案和結構。

• 晶粒的尺寸相對較小，但比最終封裝后的芯片在結構上更為簡單，它主要是芯片的核心電路部分，沒有包含與外部連接和保護相關的結構。

2. 芯片

• 芯片是經過封裝后的成品，具有特定的封裝結構。封裝結構包括了保護外殼，外殼的材質有塑料、陶瓷等多種類型。芯片的外形一般是長方形或正方形，封裝外殼上有引腳或者其他類型的接口，用于與外部電路進行連接。例如，常見的雙列直插式（DIP）芯片，

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