晶圆（Wafer）

晶圆（Wafer）是用高纯度单晶硅制成的圆形薄片，是芯片制造的基础衬底。所有的晶体管、电路都在晶圆表面通过光刻、刻蚀、掺杂等工艺一层层构筑出来，因此晶圆是整个半导体产业的原材料起点。

概述

制造晶圆先要提炼出高纯度的多晶硅，再通过直拉法生长出圆柱状单晶硅锭，然后像切香肠一样切成薄片，经研磨、抛光得到镜面般平整的晶圆。一片晶圆上会以网格方式重复制造大量相同的芯片，制造完成后再切割成一颗颗独立的裸片（Die）。

核心特点

• 主流尺寸为 12 英寸（300 毫米），部分成熟制程仍用 8 英寸。
• 直径越大，单片可产出的芯片越多，边缘浪费相对越少，摊薄单颗成本。
• 表面平整度、纯度和晶格缺陷直接影响良率。
• 先进逻辑芯片使用硅晶圆，部分射频、功率器件用碳化硅、氮化镓等宽禁带材料。

应用场景

晶圆是 CPU、GPU、内存、传感器等所有集成电路的载体。芯片代工厂（如台积电、中芯国际）的核心业务就是在晶圆上加工电路；产业界常用每片晶圆能切出多少合格芯片来衡量成本和良率。业界正推动从 300 毫米向更大尺寸探索，但工艺挑战巨大。

常见问题

问：为什么晶圆是圆的，而芯片是方的？答：晶圆的圆形来自单晶硅锭的圆柱形状，圆形在生长和旋转加工时应力最均匀。芯片则要方便切割和封装，所以做成矩形，圆晶圆边缘无法完整切出方芯片的部分只能舍弃。

问：一片晶圆能做多少颗芯片？答：取决于芯片面积。小如手机指纹芯片，一片晶圆能出上万颗；大如高性能 GPU 裸片，一片可能只有几十到上百颗，芯片越大良率越难控制，成本也越高。