【了不起的芯片】从晶圆到CPU，可不只是“砍”一刀那么简单

新思科技一直致力于打造“人人都能懂”的行业科普视频，传播更多芯片相关小知识，解答各类科技小问题。每周3分钟，多一些“芯”知识。

这一期，我们聊一聊晶圆切割的那些事儿。

CPU作为计算机和智能手机中最重要的电子器件之一，它是如何变成我们看到的样子呢？平平无奇的一块小板真的是从晶圆片上直接被片下来的吗?

那当然——不是！！！

直接切下来的晶圆片和CPU并不相同。两者对比，CPU是严密封装好的芯片，层层“包裹”后最终的商品；而晶圆片则像是尚未进化完全的硅基生物，如果直接“裸着出门”，这个世界将会变得非常危险。

不过，CPU确实是从晶圆上被切下来的。晶圆切割技术经历了一个从粗糙到精准的成长过程。在经过光刻刻蚀加工后，晶圆片被划分成多个小区域，就像我们拍的证件照那样，每张照片紧密排在一格格的位置上，照片之间会留出一定的间距。这个间距有一个专门的名字——Saw Street，每个Saw Street大概有80um至150um那么大，切割则需要在Saw Street内完成，保证每一块区域的完整性。

值得一提的是，这确实是最初唯一可以用来切割晶圆的办法，可追溯到20世纪60年代硅晶体管发展初期。但相较于相纸，晶圆更厚更硬，如此粗暴的切割方式难以保证精准度，经常导致晶圆边缘脱落或裂开，造成不小的损耗。

到了60年代中期，一种更聪明的办法出现了——先用硬度近似金刚石的叶轮将有厚度的晶圆片划一道槽，达到一定的薄度后再用刀片切割，同时在晶圆上表面预先贴一层胶膜，以确保每一块芯片的完整性。这样类似锯切的方式在相当长一段时间内占据主导地位，早期6英寸以下的晶圆主要采取这种方式进行切割。

随着晶圆片直径变大，厚度变薄，特别是晶圆尺寸大到8英寸以上时，又开始在切割中再度出现脱落和裂纹等问题，于是“先切割，后研磨”代替了此前的切割工艺......后续过渡到激光切割和等离子切割......但无论晶圆切割工艺如何变化，其实目的始终如一——力求提升精准度，确保尽量不损坏任何一片芯片。

从晶圆上切割下来的这片小小的区域，就是我们常说的“die”，即芯粒。随着工艺制程的发展，die越来越精细，上面的电路图也越来越复杂，相应的成本也随之攀升。一旦处理不当，die就可能面临“go die”的风险。

而die距离成为真正的“chip”还有一步之遥——“封装”。封装过程可以把脆弱难用的裸片变成方正结实、管脚规范、散热良好的独立芯片，在保护die的同时降低了焊接难度。有关封装的更多详情，可以在我们往期的视频中了解。

CPU绝不是简简单单从晶圆上片一块下来就能用的！未来，晶圆切割的工艺又会如何发展，人类是否能找到一个完美的切割办法呢？