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你知道CPU是如何制造的吗?

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你知道CPU是如何制造的吗?
你知道CPU是如何制造的吗?
你知道CPU是如何制造的吗?
访问量 : 78
编辑时间 : 2019-11-08
信息标签 : 振荡器测试座

随着科技的发展,电脑走进了全世界数以亿记得家庭,CPU是每台电脑的大脑是电脑上最为核心最为重要的组成部分。你知道CPU是如何制造的吗?往下看,让我们一起来见证“沙子”是如何变成“黄金”的。

第一步:制造晶棒(硅锭)

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沙子:在脱氧后含有25%的硅元素,以二氧化硅的形式存在,是半导体知足熬夜的基础。

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将收集到的硅原料在高温下进行整形,采用旋转拉伸的方式得到一个圆柱体的硅锭。通过多步净化得到可用于半导体制造品质的硅,学名电子级硅,平均每一百万个硅原子中只有一个杂质原子。

第二步:硅锭切割,制作晶圆

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将晶锭横向切割成圆形的单个硅片,俗称晶圆(Wafer)。切割出的晶源经过抛光后表面变得完美无瑕,甚至可以当镜子使用。

第三步:晶圆涂膜

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在晶源旋转过程中浇上光刻胶液体,类似制作传统胶片。晶圆旋转可以让光刻胶铺的均匀且薄。

第四步:光刻

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光刻胶层透过遮罩(Mask)被曝光在紫外线(UV)下,变得可溶。期间发生的化学反应类似机械相机按快门那一刻胶片所发生的变化。遮罩上印有预先设计好的电路图案,紫外线透过遮罩在光胶层上回形成微处理器每一层的电路图案。一块晶圆上可以切割出数百个处理器。

第五步:掺杂

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在真空系统中,用经过加速的、要掺杂的原子的例子照射(注入)固体材料。从而在被注入的区域行程特殊的注入层,并改变这些区域硅的导电性。离子注入完成后,清楚光刻胶层。

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在顶端覆盖绝缘材料,并在绝缘材质顶端蚀刻出三个孔洞。

第六步:电镀

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在晶圆上镀一层硫酸铜,将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极移动到负极。

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打磨晶圆顶面,将多余的铜抛光掉。

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在晶体管级别,六个晶体管的组合大约500纳米。在不同晶体管之间形成复合相连的金属层。芯片表面看起来异常光滑,但实际上可能包含20几层复杂的电路。放大观察可以看到极其复杂的电路网络。

第七步:晶圆测试与切片

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晶圆测试:内核级别约10mm。图中为晶圆局部,正在接受第一次功能性测试。

切片:晶圆级别300mm。将晶圆切割成块,每一块就是一个处理器内核。

12.jpg测试过程中发现有瑕疵的内核被抛弃,留下完好的准备进行下一项测试。

第八步:封装

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封装级别,20mm/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起,就形成了我们看到处理器的样子。这是一颗I7处理器。

第九步:等级测试及包装

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最后一次测试可以鉴别出每一颗处理器的管件性能。如最高频率、功耗、发热量等。并决定处理器的等级,比如决定是做成高端的Core i7-975 Extreme还是低端的Core i7-920。制造测试完毕后,处理器要么批量交给OEM厂商,要么放在包装盒里进入零售市场。

至此我们就得到了一颗完整的处理器了。这种在世界上最干净的房间制造出来的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的,在此只是展示了其中一些关键步骤。

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