wafer、die、chip之間的區別和聯系？

在集成電路（IC）制造和半導體行業中，wafer、die 和 chip 是三個常見的術語。它們分別指代了半導體制造過程中的不同階段或形式的產品。以下是它們的定義、區別以及彼此之間的聯系的詳細解析：

1. Wafer（晶圓）

定義：晶圓（Wafer） 是一種薄片狀的半導體材料，通常由高純度的硅（也可以是其他材料如砷化鎵）制成，作為制造集成電路的基礎材料。

晶圓是半導體制造的起點，是經過多重加工后用來制作數千甚至數萬個微小電路（Die）的載體。

尺寸：晶圓的直徑通常有多種規格，例如 150mm（6英寸）、200mm（8英寸）和 300mm（12英寸）。未來還在研發 450mm 的大尺寸晶圓。

晶圓的厚度通常約在 500-800 微米之間。

材料：主要使用單晶硅，通過布里奇曼法（Czochralski Process）拉制得到的單晶硅錠切片并拋光。

也可以采用其他化合物半導體材料，比如砷化鎵（GaAs）、氮化鎵（GaN）等。

作用：晶圓表面通過光刻、刻蝕、沉積等一系列半導體工藝，制造出多層結構和復雜的微電路。

一個晶圓上會包含多個 Die，排列形式通常為矩陣狀。

2. Die（裸片/芯粒）

定義：Die（芯粒或裸片） 是通過切割晶圓得到的單個功能單元，也就是未封裝的半導體電路。

每個 Die 是晶圓上經過光刻和制造的獨立微電路部分。

尺寸：Die 的大小取決于集成電路的復雜程度和設計。面積通常從幾平方毫米到上百平方毫米不等。

功能：一個 Die 通常實現一個具體的電路功能，如處理器、存儲器單元等。

每個 Die 都包含完整的邏輯電路（如 CPU 核心）或功能模塊。

加工過程：晶圓完成制造后，會經過晶圓測試（Wafer Testing），測試每個 Die 是否合格。

隨后通過切割晶圓（Dicing）分離出每個獨立的 Die。

3. Chip（芯片）

定義：Chip（芯片） 是經過封裝后的 Die，能夠作為一個獨立的產品或模塊直接使用。

它是最終交付給客戶或集成到設備中的半導體產品。

封裝（Packaging）：裸片（Die）被封裝以保護內部電路，并提供引腳或接觸點以便與外部設備連接。

常見封裝形式包括 BGA（球柵陣列）、QFP（四方扁平封裝）、DIP（雙列直插封裝）等。

功能與應用：一個芯片可能是微處理器、存儲器、傳感器或其他功能模塊。

它在電子設備中用作各種功能單元，如手機的處理器芯片（SoC）、存儲芯片等。

測試（Final Testing）：芯片封裝后會進行最終測試，確保其功能和性能滿足設計要求。

三者的區別與聯系

屬性Wafer（晶圓）Die（芯粒/裸片）Chip（芯片）。

物理形式一整片硅片，包含多個 Die從晶圓上切割出的單個裸片封裝后的成品芯片

功能狀態僅為承載電路的基礎材料包含具體功能電路，但未封裝經過封裝后，可直接使用

處理階段晶圓加工階段晶圓切割后，測試前或測試后封裝與最終測試后交付

用途半導體制造的原材料電路單元，測試是否合格獨立產品，集成到設備中

單元數量一片晶圓包含數百到上萬個 Die單個裸片是一個 Die單個芯片通常對應一個 Die，但也可能包含多個 Die。

晶圓制造：高純度硅錠 → 切片 → 拋光 → 擴散/離子注入 → 光刻 → 刻蝕 → 金屬化等，制造出晶圓。

晶圓測試：測試晶圓上的每個 Die 是否滿足設計規范，標記良品與不良品。

晶圓切割（Dicing）：使用激光或切割刀將晶圓分成單個 Die。

Die 封裝（Packaging）：將良品 Die 封裝成 Chip，添加引腳、保護殼等。

芯片測試（Final Testing）：驗證芯片是否滿足電性能和可靠性要求。

芯片交付：將合格的芯片交付客戶。