随着半导体工艺的发展,晶圆的直径不断增大,从最初的2英寸,到3英寸、4英寸、6英寸、8英寸。随着晶圆直径的增大,单片上可容纳的芯片数也越来越多,这在一定程度上可以提升生产效率。因为在芯片制造生产线上,每增加一步工序,芯片的制造过程就要增加一个生产设备,而增加设备则会进一步增加生产线的长度和复杂度,同时还拖慢了生产效率。而采用大直径晶圆制造芯片,则可以通过在晶圆上减少一些晶体缺陷,从而最大程度降低晶圆上芯片的废品率,提升生产效率。
制造芯片的材料通常是硅,硅原材料的价格虽然并不是非常昂贵,但是在大量使用的情况下,成本也是一个不容忽视的问题。而利用大直径晶圆生产芯片,则在同等面积下,每个芯片所占用的硅材料量远远低于小直径晶圆生产的芯片,可以大幅降低制造成本。在同类工序下,每个大直径晶圆所生产的芯片数量也更多,同样的制造工艺可以生产更多的芯片,降低了单位芯片成本。
大直径晶圆制造芯片,晶圆上的晶体缺陷也会随着晶圆的增大而相对减少。由于晶圆的直径越大,同等数量的晶体缺陷在晶圆上的占比也就越低,从而在制造芯片的过程中,晶圆上的废品率和芯片的不良率更低,芯片的性能也就更加稳定,具有更好的品质。
随着芯片工艺的进步,集成度越来越高,功能越来越强大。为了在同等面积下实现更多的晶体管,就需要在晶圆上密集布置更多的电路。而在小直径晶圆上布置更多电路就会导致电路之间的距离变得更加接近,从而在电路之间容易产生干扰,降低了芯片的性能。而采用大直径晶圆生产芯片,则可以在同等面积下布置更多的电路,电路之间的间距也就相应扩大,这使得芯片的集成度更高、性能更稳定。