CPU(中央處理器)被稱為是計算機的大腦,甚至有人認為是工業(yè)的大腦,它是世界上單位體積集成度最高的集成電路核心。CUP具有極高的技術(shù)壁壘,無法進行山寨,CPU的設(shè)計生產(chǎn)代表了當(dāng)今世界發(fā)展的最高水平。 CPU的生產(chǎn)大致分為以下過程,選取原料沙子,提純成硅錠,制作成晶圓,光刻,蝕刻,離子注入,金屬沉積,互聯(lián),測試,封裝,最終檢測,包裝上市等基本步驟。從沙子到CPU,需要經(jīng)過一條超常的生產(chǎn)線。 圖為將硅熔煉成硅錠,在這個過程中要經(jīng)過多次提純,制作成半導(dǎo)體。其純度高達一百萬個硅原子中最多只能夠含有一個雜質(zhì)原子??梢娖涮峒冸y度,因此在世界上能夠生產(chǎn)CPU的國家很少。 圖為單晶硅錠,呈圓形,其純度高達99.9999%。將硅錠橫向切割,經(jīng)過拋光后成為圓形的晶圓。 圖為對晶圓進行光刻膠,其過程是在晶圓旋轉(zhuǎn)的過程中澆上藍色的光刻膠液體。晶圓在不停的旋轉(zhuǎn)過程中,可以使光刻膠平鋪得均勻且非常的薄。 涂好光刻膠之后,光刻膠層透過掩模被曝光在UV等下,掩模上預(yù)先設(shè)計好的電路就可以通過UV燈“印刷”在光刻膠層上。通俗的理解這個過程就是將設(shè)計好的電路印刷在光刻膠上。 通常情況下,一個晶圓可以切割出上百個的處理器。每個處理器又由無數(shù)的晶體管組成,晶體管十分微小,一個針頭大小的位置就能夠放下大約3000萬個晶體管。 接下來的步驟就是溶解多余的光刻膠,使被“印刷”上去的電路顯現(xiàn)出啦。 圖為離子注入,在真空環(huán)境下,使用經(jīng)過加速場加速的離子和原子照射固體材料,從而使被注入的區(qū)域形成特殊的注入層,這些區(qū)域的硅的導(dǎo)電性將被改變。而這時候開始,材料硅將真正與眾不同。 至此,晶體管的制造基本完成,在絕緣層(紅色)部分蝕刻出三個方形孔,填充上銅。這樣晶體管之間就互相聯(lián)系了起來。 圖為進行晶圓測試,有瑕疵或者功能不完全的內(nèi)核將被丟棄。 測試通過之后,將晶圓切割成塊,每一塊就是一個處理器的內(nèi)核。 圖為Core i7的內(nèi)核。 將內(nèi)核和襯底和散熱堆片等疊放在一起進行封裝,完成之后就是我們在市場上看到的處理器的樣子。 最后在進行一次等級測試,不同頻率,功耗,發(fā)熱量決定了處理器的等級,不同等級的處理器價格上也是千差萬別。 最后進行包裝,銷往世界各地。 |
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