光学工程与芯片制造的关系芯片制造是世界级的系统工程

互联资讯 2023-04-29 02:48:04 0

2023年11月20日每日一猜答案：。答案：ABC。
每日一猜答案分析：

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这个账我早就算过了，不知道是张忠谋反应还没我快，还是他之前不好意思说。

台积电毛利大概40%~50%，成本里资本，人力，材料大概各三分之一。

我们假设资本和材料成本不变（实际上美国盖房子又贵又慢，资本成本肯定要上升）。

那么区别在于人力成本，去美国和*的求职网站上简单查一下，同等职位，美国的人力成本是*的三倍，考虑到*人996三班倒，美国人965，实际工时成本可能会到5倍。

那么简单一算，原来占营收20%的人力成本就会膨胀到60%到100%，加上40%的资本材料成本，成本达到了营收的100%~150%，如果在考虑美国工厂良率下降导致营收降低10%~30%，成本占营收150%到250%都不奇怪。

命题一：游戏产业（在2015年前）推动了显卡和ai发展。

命题二：中国人游戏玩的少是中国人工智能落后美国的原因。

这是两个完全不同的命题，命题一为真不能推出命题二为真，如果你不能理解这一区别，说明你的智能水平大概不如chatgpt。

如果说chatgpt没有真正的智能，那么这个问题下的一大批人都应该被开除人籍。

顺带说一句，2015年以后，手游，移动互联网和短视频对ai发展的贡献远远超过pc游戏，是数量级的差距

你要是真这么关心ai发展，建议下次赞美3a游戏，锐评氪金手游和弱智短视频之前再想想。

我的基本判断是chatgpt类的ai可以替代很多人的工作，但是并不能实质性的提高生产力。

虽然chatgpt经常一本正经的胡说八道，但是反过来很多人类也经常一本正经的胡说八道，甚至以此为职业。所以必然可以chatgpt在很多场景上取代人类。

chatgpt当前最大的局限有四个，第一是chatgpt上下文太短，不能花几个月的时间研究一个问题，第二是chatgpt不能根据实践来修正自己的认知，无法创造知识，第三是chatgpt不能和人类建立一对一的密切关系，第四是chatgpt不能上流水线打螺丝。

所以会被chatgpt取代的人的画像就很明显了：短平快的纯脑力服务业。

chatgpt能不能赚钱？肯定是可以的。

chatgpt能不能引发工业革命？我觉得至少要10年后ai再上一个台阶以后才行，现阶段被chatgpt替代的工作本来就不创造什么价值。

至于说chatgpt替代人工服务以后会不会增强西方的话语权，我觉得反而会降低。西方的金融法律服务业之所以能靠一本正经的胡说八道赚钱，不是因为它的服务创造了多少价值，而是因为他长着一张高级脸，如果chatgpt普及了以后形成chatgpt比西方人更高级的认知，那西方的服务业可能就不值钱了。

人往往高估短时间的变化，低估长时间的变化。

ai两三年内还称不上工业革命，但是技术奇点大概也就20～30年了。

所以现在担心生育率什么的纯属多余，应该担心的是技术奇点到来的时候自己如何第一波上车。

到时候即使只有1%的几率机械飞升，99%的概率人类毁灭也是值得的，毕竟彼岸以下皆为尘土。

人类出于“万物灵长”的自信，高估了人类独有的能力，比如语言和艺术。低估了动物共有的能力，比如视觉和肌肉。

现在看来跑步上树打螺丝刮腻子远比写文章画画难，这其实也挺合理的，毕竟演化出眼睛、骨骼、肌肉花了上亿年，而演化出语言和艺术大概只用了几十万年，几个突变而已。

我觉得重点不在正确性审核上，审核都是现成的，接入就完了。而且现在看国内做gpt的都打算做toB，不做toC，只要不toc就不需要审核。

反正toc也不挣钱，即使是openai的toc业务也很难赚钱，白嫖太多了。道理很简单，如果gpt把一个人的工作效率提高了50%，你把gpt卖给他，他可能愿意花200块钱一个月买。但是你卖给他老板，老板可以裁掉一半人，然把这些人的工资给你一半。

问题最大的是“训练数据不得侵犯版权”这条，不管是openai还是midjourny，训练数据都是铁定侵犯版权的，这世界上就没多少无版权的数据，如果让版权方拿着这个来告ai模型的话，那就别做ai了。

纵观整个制造业，芯片的制造流程可以说是最复杂的之一，这项点石成金术可分为八个大步骤，如下图所示，这些步骤又可细分为上百道工序。

芯片制造的步骤

第一步要制造硅晶圆，制造硅晶圆的原料是我们最常见的沙子，沙子的主要成分是二氧化硅，将沙子进行提纯得到单质硅，然后再通过直拉法得到单晶硅锭，先将硅锭两端切去，再切成几段，进行滚磨，目的是使单晶硅棒达到标准直径。接下来采用X射线法确定单晶硅的晶向，切除参考面，再以参考面为基准进行切割得到硅晶圆，如下图所示。

硅锭

切割硅锭得到硅晶圆

得到初步的晶圆后，要将切好的硅晶圆进行倒角、研磨处理，让其表面变得平整光滑，否则难以在上面刻制正确的电路。研磨过后还要用化学腐蚀液去除研磨过程中的损伤，最后用抛光液进行抛光，经检验合格后，即可交给产线进行制造了。

第二步到第六步是需要多次重复的过程。薄膜沉积（deposition）是将材料薄膜沉积到晶圆表面上，沉积材料可能是导体、半导体和绝缘体，常见的薄膜有二氧化硅薄膜、多晶硅薄膜、氮化硅薄膜、金属及化合物薄膜等。常用的沉积方法有化学气相沉积(Chemical 【【微信】】，CVD) 和物理气相沉积(Physical 【【微信】】，PVD)。CVD是把构成薄膜物质的气态反应剂或液态反应剂的蒸汽以合理的流速引入反应室，在衬底表面发生化学反应，沉积成膜的工艺方法，如下图所示。

化学气相沉积示意图

物理气相沉积是指在真空条件下，采用物理方法，将材料源（固体或液体）气化成气态原子或分子，或部分电离成离子，转移到硅衬底表面形成薄膜的过程，如图3-5所示。PVD相比CVD而言，优点是工艺原理简单、工艺所需温度低，能用于制备各种薄膜。缺点是台阶覆盖（step-coverage）性、附着性、致密性不如CVD薄膜。

PVD的常见种类包括溅射镀膜、真空蒸镀、等离子体镀膜等。以溅射镀膜为例，是指在一定真空度下，使气体等离子化，其中的离子轰击靶材表面，靶材表面的原子等粒子气相转移到达衬底，在衬底表面沉积成膜的过程，如下图所示。

物理气相沉积示意图

第三步是光刻，也是整个制造中最核心的一步。光刻前要在晶圆上均匀的涂上光刻胶（photoresist），通常光刻胶采用旋涂的方式，即边旋转，边涂抹，保证光刻胶的均匀性，如下图所示。

采用旋涂的方式涂抹光刻胶

将涂光刻胶后的晶圆放入光刻机中，光刻机的光源发出的深紫外（DUV）或极紫外（EUV）光透过掩模版（也称作光罩），将掩膜版上的电路结构图案缩小并聚焦到光刻胶图层上，光刻胶在受光后，受光区域会发生化学变化，掩膜版上的电路图形就会印刻到光刻胶图层上，此步骤称为曝光，如下图所示。曝光之后的步骤是烘烤和显影，目的是去除图形未覆盖区域的光刻胶，从而让印刷好的电路图案显现出来，永久固定。

光刻示意图

刻蚀（etch）是在光刻步骤完成后，用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料，从而只留下3D电路图的过程。刻蚀方法主要包括湿法刻蚀（wet etching）和干法刻蚀(dry etching)，湿法刻蚀是指利用化学溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。干法刻蚀是用等离子体化学活性较强的性质进薄膜刻蚀的技术，干法刻蚀又包括溅射刻蚀（Supptter Etching）、等离子体刻蚀（Plasma Etching）、反应离子刻蚀（Reacti【【微信】】，RIE）。刻蚀过程以等离子体刻蚀为例，利用等离子体中的粒子，撞击二氧化硅薄膜层，达到去除多余氧化层的目的，如下图所示。

刻蚀过程示意图

刻蚀结束后要对晶圆计量和检测，确保没有误差。如果检测结果不符合预期，则应反馈至光刻或者刻蚀步骤，做进一步的优化及调整。事实上，计量和检测可以贯穿整个制造流程。

下一步是离子注入（Ion implantation），离子注入就是将要掺杂的原子（如Ⅲ、Ⅴ族元素），在强电场的作用下，被加速射入到晶圆的特定区域，再进行退火、激活杂质、修复晶格损伤等步骤，从而获得所需的杂质浓度，最终形成N区或者P区。

互连就是讲同一芯片内各个独立的元器件，通过一定的方式，连接成具有一定功能的电路模块的技术。用于互连工艺的金属材料需具备低电阻率、热化学稳定性好、抗电迁移特性佳、易于沉积和刻蚀、价格低廉等特征。集成电路发展早期主要使用铝互连工艺，但因为铜具有比铝更低的电阻率，和更好的抗电迁移特定，而被广泛采用。

从薄膜沉积到互连这六个步骤，在整个制造流程中会重复几十次甚至上百次，每一次重复，都会在晶圆上刻制一层电路，最终形成完整的芯片。以上所有步骤完成后，对晶圆整体进行打磨、抛光等，再进行测试及封装，合格的芯片就可以出厂交付了！