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所有的芯片都是從一種非常簡單的原材料開始：沙子。需要復雜的化學和物理過程才能從沙子中制造出純單晶硅錠，稱為晶錠，每 1000 萬個硅原子中只有一個雜質原子。然后使用特殊的鋸切技術從硅晶錠上切割出極薄的晶片。這些晶圓是后續芯片生產的基本構建塊。它們制造成各種不同的直徑。最常見的尺寸是 150、200 和 300 毫米。
直徑大的晶圓為芯片提供了更多的空間。硅是一種半導體。這意味着它可以導電，也可以作為絕緣體。為了使其導導，在晶圓中加入少量特定原子作為雜質。這些雜質原子必須有許多外電子，這些電子要么比硅多一個，要么少一個。根據外電子的數量，材料變得具有p導電性或傳導性。晶體管建立在摻雜晶圓中的p和n導電層上。晶體管是微芯片中最小的控制單元。他們的工作是控制電壓和電流，它們是迄今為止電子電路最重要的組件。但是這些層是如何在晶圓上創建的呢？
芯片制造的過程從布局和設計階段開始。高度復雜的芯片由數十億個晶體管組成，使微控制器和加密芯片等復雜電路能夠建在只有幾平方毫米大小的半導體表面上。組件數量之多需要深入的設計過程。這需要定義芯片的功能，模擬其技術和物理特性，測試其功能並計算出單個晶體管連接。
首先，晶圓表面在大約一千攝氏度的高溫爐中氧化，形成非導電層。然后，利用離心力將光致抗蝕劑材料均勻地分布在該非導電層上。這種塗層工藝會產生一個感光層。然后在稱為步進器的特殊曝光機中通過光掩模對晶片進行曝光。芯片圖案的暴露區域被顯影，露出下面的氧化物層。未曝光的部分保持原樣，保護氧化物層。此后，在已使用濕法或等離子蝕刻顯影的區域中蝕刻掉暴露的氧化物層。然后，再次施加光刻膠，並通過掩模對晶片進行曝光。再次剝離曝光的光刻膠。
下一步是摻雜過程，將雜質原子引入暴露的硅中。離子注入機用於將雜質原子注入硅中。這會使暴露硅的導電性改變幾分之一微米。祛除光刻膠殘留物后，再塗一層氧化層。晶片經歷另一個循環，即施加光刻膠、通過掩模曝光和剝離。
蝕刻接觸孔供導電層訪問，使接觸和互連能夠集成在晶片中。再次施加光刻膠和掩模。為了使互連上方的絕緣層具有光滑表面，使用化學機械工藝以微米精度拋光掉多余的材料。這些單獨的步驟可以在制造過程中重復多次，直到集成電路完成。根據芯片的大小和類型，晶圓將包含從幾十到數千個芯片。
制造的最后階段是組裝。在這里，單個芯片被放置在一個封裝中，並附有端子。結果是成品半導體器件，可以使用不同類型的端子安裝在電路板上，可以實現上千個連接觸點。高精度和高質量在工作流程的每個階段都是必不可少的。
（翻譯: Eric2013 , 整理自英飛凌）