什么是晶圆（Wafer）？平常说的300mm/450mm、8英寸/12英寸又代表什么？晶圆尺寸和可制作的芯片数量的关系是什么样的？

晶圆是半导体的薄片，例如晶体硅 (c-Si)，用于制造集成电路。简单来讲，晶圆就是硅做的硅晶片，因为是圆形的，称为晶圆，它主要用于硅半导体集成电路。

那晶圆是怎么来的？又怎么被制造出来的？其实最初的来源是沙子，沙子里含有用之不竭的二氧化硅，后续就考虑用提纯硅来作为半导体材料。高温氧化（炭源来发生化学反应）、提纯（氯化反应，生成液体硅烷），制成高纯度的多晶硅，纯度高达99.999999999%，然后经过处理（旋转拉伸），做成圆柱形晶棒，用金刚石切成片，就做成了晶圆。后续的过程就是属于芯片制造的过程了，光刻（光刻胶）、离子注射、电镀、抛光、切片，然后再测试封装。

那平常经常提到的300mm/450mm、8英寸/12英寸晶圆，又是什么意思呢？

其实很好理解，这里的数据表达的都是晶圆的尺寸或直径，而毫米和英寸只是不同的计量单位而已。而尺寸或直径越大，代表晶圆越大，产出的芯片数量也就越多。

1 英寸（25 毫米）

2 英寸（51 毫米）

3 英寸（76 毫米）

4 英寸（100 毫米）

4.9 英寸（125 毫米）

150 毫米（5.9 英寸，通常称为“6 英寸”）

200 毫米（7.9 英寸，通常称为“8 英寸”）

300 毫米（11.8 英寸，通常称为“12 英寸”）

450 毫米（17.7 英寸）

675 毫米（26.6 英寸）

从1960年推出1英寸的晶圆，后来1992年推出8英寸晶圆，再到2002年推出了12英寸的晶圆，目前在450mm尺寸 晶圆的过渡上仍有相当大的阻力，且它的成本预计在300mm的4倍左右。

那晶圆的尺寸和可制作出来的芯片的数量又是怎么样的关系呢？打个比方，一个300mm的晶圆，能造出多少颗芯片？

这个要取决于芯片的大小，芯片越大，数量越少，芯片小的，数量就多。假如这个芯片的尺寸是16mm*16mm，那就有263个。如果集成电路是 8 mm x 8 mm，那么大约有 1052 个。

当然这个也与工艺相关，不然大家也不会追求最小nm数了。英特尔Itanium 2处理器（2002），包含2.21亿个晶体管，采用 180 nm 工艺制造，尺寸为19.5mm x 21.6mm（421 平方mm）。而2020年发布的14nm的 i9-10900K 处理器的裸片尺寸为9.2 毫米 x 22.4 毫米，面积为 206 平方毫米，晶体管数量为 120 亿个。

另一个注意事项是，对缺陷的处理，假设芯片上任何地方的缺陷都会导致该芯片无法使用（事实上，单个的缺陷并不一定会破坏芯片的使用，因为会有一些熔断器会禁用RAM，会有替代它们位置的部分），稍大的尺寸会提升良率，以弥补不足。