沙子到晶元的逆襲，是沒有捷徑的精益求精
沙子與晶元含量最多的元素都是硅，一噸沙不過幾十元，一顆幾十克的CPU晶元往往能賣到數千塊，價格千差萬別，這就是沙的逆襲。
石英砂
在整個晶元產業中，石英砂是最基礎的原料，石英砂中的硅在地球表面儲量約為28%（僅次於氧），硅在自然界並不稀缺，但硅的製成品晶元價值卻堪比黃金。如果了解石英砂到晶元的整個過程，或許會明白它確實值這個價了。
極致提純
石英砂是石英石經過破碎加工成的石英顆粒，主要成分是二氧化硅，是高純度金屬硅生產的基礎原料，儘管來源豐富，但製造晶元使用的硅，純度要求達到99.999999999%，也就是常說的11個9，要將硅提純到11個9，難度可比千足金的難度大多了。
硅提純工藝通常需要先將二氧化硅與焦煤在1600-1800攝氏度的高溫環境中還原成純度為98%的冶金級單質硅，後利用氯化氫提純出99.99%的多晶硅，進而進一步提純，形成形態一致的單晶硅。
這個過程有多難呢，這麼說吧，太陽能所用到的硅材料一般是4-6個9，國內已經掌握了相關技術，而製造晶元用到的高純度硅國內能生產的企業不多，7月初，新美光(蘇州)半導體科技有限公司450mm(18寸)11個9純度的半導體級單晶硅棒剛剛研發成功但尚未投產，目前全球晶元製造所用單晶硅供應主要被日本信越和三菱住友所壟斷。
製作完成後的單晶硅錠，形態就像火腿腸，切削掉頭部和尾部，修整至目標直徑，利用金剛石鋸把硅錠切割成不超過1毫米厚度的晶圓片，切割後的晶圓片，再經過仔細研磨、鏡面拋光等工藝，使其成為表面極度光滑、清潔的硅晶圓片，供後續生產用，硅晶圓片是晶元代工廠，如中芯國際、台積電最為重要的晶元製造材料。
精雕細刻
晶元的原材料準備完畢後，接下來在晶圓表面鍍膜，塗抹光刻膠進行光刻，後將晶圓浸入內含刻蝕試劑的刻蝕槽內，溶解掉暴露出來的晶圓部分，而剩下的光刻膠保護著不需要刻蝕的部分。
光刻
其間利用超聲震蕩加速去除晶圓表面附著的雜質，利用氧等離子體對光刻膠進行灰化處理後，所有光刻膠被去除，如果無法一次製作出所需的電路圖形，則還需要重複光刻膠塗抹、曝光、光刻膠溶解等步驟。
在晶元製造過程中，利用離子注入法有意識地導入特定雜質以控制硅材料的導電能力，利用氣相沉積在硅晶圓表面沉積氧化硅膜以保護絕緣層，同時光刻掩膜技術在層間絕緣膜上開孔引出導體絕緣層，以及沉積布線用的鋁層，然後再對鋁層進行雕刻，形成場效應的源極、漏極、柵極，最後在整個晶圓表面沉積絕緣層以保護晶體管。
晶元製造整個過程極為複雜，也極為精細，原理和米上刻字一樣，但難度比迷上刻字大很多，最先進的5nm晶元製程工藝，刻出來的電路比頭髮絲還細千倍，晶元製造的成本高昂，其中的關鍵設備光刻機，一台單價超過1億美金，建設一座先進的晶圓廠成本超過100億美金，也是單顆晶元很貴的原因之一。
封裝測試
晶圓上晶體管之間連接電路構建完成後，通過晶圓級測試、晶圓劃片、外觀檢查、裝片，便進入了封裝測試環節，封裝環節主要包括安放、固定、密封、保護晶元，完成後進行再全面測試，合格之後的晶元才算製造完成。
封測廠排名
在晶元封裝測試領域，國內封測大廠在經過一系列併購之後，市場佔有率穩步提升，長電科技、通富微電、華天科技已成為全球前十大封測廠。
製造好的晶元被廣泛應用於下游消費電子產品，汽車、電腦、手機甚至小家電內部都有一顆晶元，當我們打開手機，從開機的那一刻起，晶元就開始不停運轉，接受各種指令，手機拉近了人與人的距離，提高了溝通效率，也實現了看視頻、聽音樂、打遊戲等很多功能，豐富了人們的生活，大部分功能的實現都要歸功於內部這顆小小的晶元。
至此，石英向晶元的逆襲也已完成，石英與沙子，本是同根生，但最終在人類的極致熔煉、提純，精雕細刻下，改變了命運。
