尋DIY最高境界 看CPU還能耍什么花樣?

    延伸閱讀：沙子變i7-詳解CPU制造全過程

    看了上面的牛人純手工制造CPU，你會不會覺得原來制造CPU也不過如此，但你仔細瀏覽完下面的文章，你應該會對之前的想法有所改觀：

    眾所周知，CPU是計算機的心臟，是完成各種運算和控制的核心，也是決定計算機性能的最重要的部件。在任何電子設備上都可以找到微芯片的身影，不過也有人不屑一顧，認為處理器這東西沒什么技術含量，不過是一堆沙子的聚合而已。是么？Intel就公布了大量圖文資料，詳細展示了從沙子到芯片的全過程，簡單與否一看便知。

    簡單地說，處理器的制造過程可以大致分為沙子原料(石英)、硅錠、晶圓、光刻(平版印刷)、蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝上市等諸多步驟，而且每一步里邊又包含更多細致的過程。

   下邊就圖文結(jié)合，一步一步看看：

   CPU制造：第一階段圖文直播：

  沙子：硅是地殼內(nèi)第二豐富的元素，而脫氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，這也是半導體制造產(chǎn)業(yè)的基礎。

  硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級，下同。通過多步凈化得到可用于半導體制造質(zhì)量的硅，學名電子級硅(EGS)，平均每一百萬個硅原子中最多只有一個雜質(zhì)原子。此圖展示了是如何通過硅凈化熔煉得到大晶體的，最后得到的就是硅錠(Ingot)。

  單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度99.9999％。

第一階段合影步驟圖

  硅錠切割：橫向切割成圓形的單個硅片，也就是我們常說的晶圓(Wafer)。順便說，這下知道為什么晶圓都是圓形的了吧？

  晶圓：切割出的晶圓經(jīng)過拋光后變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當鏡子。事實上，Intel自己并不生產(chǎn)這種晶圓，而是從第三方半導體企業(yè)那里直接購買成品，然后利用自己的生產(chǎn)線進一步加工，比如現(xiàn)在主流的45nm HKMG(高K金屬柵極)。值得一提的是，Intel公司創(chuàng)立之初使用的晶圓尺寸只有2英寸/50毫米。

第二階段合影步驟圖

  光刻膠(Photo Resist)：圖中藍色部分就是在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中澆上去的光刻膠液體，類似制作傳統(tǒng)膠片的那種。晶圓旋轉(zhuǎn)可以讓光刻膠鋪的非常薄、非常平。

  光刻一：光刻膠層隨后透過掩模(Mask)被曝光在紫外線(UV)之下，變得可溶，期間發(fā)生的化學反應類似按下機械相機快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預先設計好的電路圖案，紫外線透過它照在光刻膠層上，就會形成微處理器的每一層電路圖案。一般來說，在晶圓上得到的電路圖案是掩模上圖案的四分之一。

  光刻二：由此進入50-200納米尺寸的晶體管級別。一塊晶圓上可以切割出數(shù)百個處理器，不過從這里開始把視野縮小到其中一個上，展示如何制作晶體管等部件。晶體管相當于開關，控制著電流的方向。現(xiàn)在的晶體管已經(jīng)如此之小，一個針頭上就能放下大約3000萬個。

第三階段合影步驟圖