天津大学研支团云课堂为西部学生科普芯片

 

2022-04-01 10:05:00   来源: 中国青年网   

  中国青年网北京4月1日电(记者李彦龙)随着手机、电脑等电子产品更新换代的速度逐步加快,芯片短缺问题日益突出。人们口中常说的“芯片”究竟是什么?芯片又是怎么造出来的?这些问题成为不少同学心中的困惑。

  近日,天津大学第23届研究生支教团邀请该校微电子学院2018级本科生杨昭,为同学们带来题为《点沙成金之芯片从哪里来》的科普云课堂。甘肃宕昌县大寨九年制学校、新疆布尔津县高级中学、冲乎尔镇寄宿制学校的近1300名中学生参与了本次课程。

  课堂伊始,主讲人杨昭为同学们解答了“什么是芯片”这一问题。“我们平时说买个八核的手机,这个‘核’指的是CPU,而CPU正是芯片的一种。集成电路俗称为芯片,是把电路中所需的电阻、电容、电感等元件及布线互连在一起,制作在一小块半导体硅片上,然后封装在一个壳内,成为具有所需电路功能的微型结构,可以理解成一块集中的、密集的电路。同学们可以把集成电路想象成我们上学用的参考书,它帮助我们把知识点集合到一起,这样在复习的时候就不用在课本上一个个找了,带来很大的方便。” 学生们被生动形象的例子迅速吸引,聚精会神地听了起来。

  为什么要说点沙成金?制造芯片所必须的重要原材料——硅,来自于平时最常见的沙子。沙子中含有大量的二氧化硅,经过提纯后就得到了硅。杨昭表示,由于硅的特殊电子结构,其导电能力介于导体与绝缘体之间,因此受到了半导体领域的极大欢迎。经过提纯、拉晶、切割等多道严密的工序,最终得到芯片的“地基”——硅晶圆。

  “就像有人吃黄瓜喜欢掐头去尾,硅棒也要经过切割,去掉两端不用的部分”,“用紫外光照射可以去除光刻胶,就好比墙皮风吹日晒久了容易脱落”。杨昭的讲解诙谐有趣、浅显易懂,引导学生用自己熟悉的生活经验来理解精密的芯片制造工艺。

  可是,在芯片制造最关键的“光刻”环节上,我国却受制于人。光刻工艺定义了半导体器件的尺寸,是IC制造中的关键环节,难度最大,耗时最长。

  杨昭说:“2018年,中芯国际向荷兰的芯片机器制造商ASML订购了一台价格为1.2亿欧元的EUV技术光刻机,预计于2019年交付,2020年进行安装。可是由于美国的威胁和施压,2019年11月,ASML宣布,荷兰政府不再续签相关出口许可,向中芯国际出售EUV光刻机的计划正式终止。无法使用先进技术对自产电子产品提供先进制程芯片,这对我国的半导体芯片制造产业来说,无疑是一个巨大的压制和打击。”杨昭寄语各位同学努力学习、增长才干,为将来我国集成电路产业打破国外垄断贡献出自己的力量。学生们意识到:唯有自力更生,才能突破枷锁,为祖国创造财富,为人民创造更加便捷、美好的生活环境。

  课程临近尾声,本科阶段同样就读于微电子学院的研支团成员孔金笛说:“刚刚云课堂中提到的芯片设计离不开基础的电路知识,芯片制造离不开精密的化学反应,希望即将步入九年级的同学们认真学习物理、化学知识,也许我们未来都能成为点石成金的大国工匠!”

  据悉,杨昭,天津大学微电子学院2018级集成电路设计与集成系统专业本科生;曾连续三年获国家奖学金,并获天津市优秀学生干部、天津大学三好学生、优秀共青团干部等荣誉。

责任编辑:李彦龙