在前两期的“5分钟小科普“中，我们分别介绍了晶体管及其演进的摩尔定律。从本期开始，我们将带大家了解由晶体管组成的产品——半导体及其制造。
在我们的数字化、智能化生活中，半导体扮演着不可或缺的幕后英雄角色。它们默默地工作，让智能设备便捷高效，也助力人类探索、攻克重重难题。半导体是现代技术的基石，是现代生活不可或缺的核心动力。
什么是半导体？
“半导体”一词指的是一种电导率介于绝缘体和导体之间的材料，其具有导电性，可以传导或阻断电流通过。不过，它更常用来指代使用这种材料制成的集成电路（IC），也就是计算机芯片。最常见的半导体材料是硅，硅也是计算机芯片的主要成分。
半导体芯片只有指甲盖大小，但可以说是迄今以来造出的最复杂的产品之一。一块普通的芯片，厚度大约只有1毫米，却包含近30层的组件和互连导线。它们共同构成了复杂的电路。数十亿个微型开关，也就是晶体管，使半导体得以工作。
如何制造半导体？
第一步：制造掩模
芯片设计师向掩膜工程师提供作为蓝图的数字设计文件，掩膜工程师将这些蓝图输进机器，机器将数据转化为光刻图案，将其复制到尺寸为6英寸x6英寸，厚度仅0.25英寸的正方形石英上。这些石英片被叫做掩膜（mask）。
制造一块芯片的所有层级可能需要50多块掩膜。掩膜做好后，就会被运到晶圆厂（fab），开始下一步制造流程。
第二步：制造芯片
技术人员身着无尘服，在洁净室中使用高科技设备，在硅片上制造出一层又一层的电路和器件。每块硅片上会包含成百上千块芯片。随后，晶圆厂会将做好的硅片送往预处理工厂，进行切割和分选。
硅片由从沙子中提取的硅制成。技术人员使用光刻机，让光线穿过掩膜，在硅片上复制掩膜上的电路图案。透镜将图像缩小并投射到硅片表面。针对晶体管和互连导线的每一层，都会使用不同的掩膜重复这一过程，最终，在硅片上制造出微小的芯片。
第三步：分选预处理
金刚石锯将硅晶圆切割成数千个指甲盖大小的独立矩形，每个矩形都是一块芯片。分选机器会挑选出合格的芯片，将它们运给另一台机器。这台机器会把芯片放在卷轴上。接下来，这些卷轴会被送往封装测试工厂。
第四步：封装测试
技术人员会对每块芯片进行最后的测试，以确保它们性能良好，可以投入使用。如果芯片通过测试，它们会被安装在散热片和基板之间，形成一个整体的封装。外部封装可以保护芯片免受损坏、过热和污染。在计算机内部，这种封装可以在芯片和电路板之间形成电气连接。
第五步：运往成品仓库或分销中心
物流人员可能会将芯片直接发给一些客户，比如系统制造商，或者将它们运往全球分销中心。在这些中心里，芯片可能会被装进托盘，运往OEM（原始设备制造商），或者被单独包装，用于零售。
半导体都有哪些种类？
半导体的种类繁多，每一种都有其独特的用途。主要的处理器架构如下：
半导体无处不在
我们在日常生活中使用的电脑、手机、电视、汽车等设备都由半导体所驱动。半导体改善了我们的生活，提高了生产力，推动了经济增长。
半导体无处不在，还包括：
下一期，让我们一起探索半导体的制造（manufacturing）。
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