電腦晶片大家都不陌生,像電腦CPU晶片這樣複雜的大家也只知道想要製造出來是一件不簡單的事情,例如英特爾和AMD的CPU晶片都是在14奈米的工藝節點上製作完成的,那麼奈米代表著什麼呢?
其實14奈米的概念就是指晶片上單個電晶體的尺寸,也就是說電晶體的尺寸越小,則單個管芯上可容納的電晶體就越多,處理器的效能則越大。所以說CPU晶片是世界上科技含量較多的產品之一,製造CPU晶片更是一個複雜而又精確的過程。
下面帶大家認識一下CPU晶片是如何從二氧化矽沙粒變成一個完整的CPU。
電腦CPU晶片的過程始於一種稱為二氧化矽的沙子(二氧化矽微粒),該沙子由二氧化矽組成。矽是半導體制造的基礎材料,在用於製造過程之前必須是純淨的。
製作矽錠把二氧化矽顆粒熔融成一個矽錠,通常這個櫃錠在100千克左右,為了讓矽錠達到99.9999%的電子級矽,需要執行多個純化個過濾的過程之後才可以熔融,並進行下一步。
把矽錠切割為矽晶片將圓形矽錠切成儘可能薄的薄片,同時保持材料在製造過程中良品率。
然後對矽晶片進行精製和拋光,以便為後續的製造步驟提供最佳的表面。
光刻矽晶片將一層光致抗蝕劑薄薄地散佈在整個晶圓上。
然後,將這一層暴露於紫外線光掩模中,該光掩模的形狀就是CPU電路圖案。
曝光的光致抗蝕劑變得可溶,並被溶劑沖洗掉。
用離子改變矽晶片導電效能沖洗掉曝光的光致抗蝕劑,並用離子轟擊矽晶片以改變其導電效能。
然後將殘留的光刻膠洗掉,露出完整的光刻圖案。
蝕刻使用另一光刻步驟將硬材料圖案施加到晶片上。
然後使用化學物質去除不需要的矽,留下薄的矽脊。
此後,將應用更多的光刻步驟,從而建立更多的電晶體結構。
電鍍將絕緣層施加到初步完成的電晶體的表面,並在其中蝕刻三個孔。
接下來,使用一種稱為電鍍的工藝將銅離子沉積在電晶體的表面,從而在絕緣層的頂部形成一層銅。
把多餘的銅被拋光掉,僅在絕緣層孔中留下三個銅沉積物。
分層互連
現在,所有電晶體都以一種架構連線,該架構允許晶片像處理器一樣工作。
這些互連的分層和設計非常複雜,單個處理器中可以有30多個金屬連線層。
製作好的矽晶片上不只是一個CPU晶體,這是批量生產的,一個矽晶原片上有幾十個或者上百個,這就需要測試晶體的良品率了,等待測試完成之後,再把晶片上的單個晶片切割下來,壞的晶片就不需要保留了。
成型模具與基板和散熱器一起包裝,並採用我們在電腦中常見的CPU晶片外形尺寸。
以上就是製造CPU晶片的原理步驟,其實製造並不是很難,這看似簡單的步驟,卻運用這很多複雜的高科技裝置與技術,即使晶片的設計再出色也需要這些工藝來完成,如果沒有,就猶如巧婦難為無米之炊了。
感謝閱讀,看完文章你認為我們在製造CPU晶片這方面缺少哪些因素呢?
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看懂了!我已經屯了5噸沙子了,明天就山寨一個I9處理器賣
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這種祕方你都發出來,哈哈,明天我就去造幾百個出來玩玩……
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你以為你這樣寫,我就看得明白了嗎?
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在某些人眼中,流程只需四步:1.沙子,2.購買ARM授權,3.臺積電,4.CPU成品。
教你製造CPU晶片,華為你看到沒,就差裝置了!