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你觉得能打造出电脑芯片吗(你觉得能打造出电脑芯片吗英文)

你觉得能打造出电脑芯片吗(你觉得能打造出电脑芯片吗英文)

#将一群各行业顶尖人才丢进荒岛,多久可以造出电脑芯片# 一个看似简单的产物,背后有着很复杂的逻辑,电脑芯片背后是什么!生产流程是什么,需要怎样的材料,需要怎样的机器,同时需要怎样的技术来完成!

的确是人类诞生了科技,但是这么多年科技行业的发展(很多行业都是这样的)都是通过协同来完成的,而且还有企业与企业之间的协同,还有地区与地区的协同,甚至有些产品还需要跨国恋才能完成生产!那么我们来简单了解下芯片是怎么被生产出来的吧!



生产流程编辑要了解cpu的生产工艺,我们需要先知道cpu是怎么被制造出来的。

(1) 硅提纯生产cpu等芯片的材料是半导体,现阶段主要的材料是硅Si,这是一种非金属元素,是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。在硅提纯的过程中,原材料硅将被熔化,并放进一个巨大的石英熔炉里。这时向熔炉里放入一颗晶种,以便硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅。以往的硅锭的直径大都是300毫米,而cpu厂商正在增加300毫米晶圆的生产。

总结第一步:要有半导体材料硅晶体,接着还需要熔炉提炼,打造成为单晶硅!

(2)切割晶圆硅锭造出来了,并被整型成一个完美的圆柱体,接下来将被切割成片状,称为晶圆。晶圆才被真正用于cpu的制造。所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片,并将其划分成多个细小的区域,每个区域都将成为一个cpu的内核(Die)。一般来说,晶圆切得越薄,相同量的硅材料能够制造的cpu成品就越多。

总结:需要专业的起个设备来打造片状,划分为小的区域,形成cpu内核的材料!

(3)影印(Photolithography)在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻(Photoresist)物质,紫外线通过印制着cpu复杂电路结构图样的模板照射硅基片,被紫外线照射的地方光阻物质溶解。而为了避免让不需要被曝光的区域也受到光的干扰,必须制作遮罩来遮蔽这些区域。这是个相当复杂的过程,每一个遮罩的复杂程度得用10GB数据来描述。

总结:需要涂抹光阻物质,需要打造复杂电路,还要形成遮罩!


(4)蚀刻(Etching)这是cpu生产过程中重要操作,也是cpu工业中的重头技术。蚀刻技术把对光的应用推向了极限。蚀刻使用的是波长很短的紫外光并配合很大的镜头。短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使之曝光。接下来停止光照并移除遮罩,使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜,以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅。然后,曝光的硅将被原子轰击,使得暴露的硅基片局部掺杂,从而改变这些区域的导电状态,以制造出N井或P井,结合上面制造的基片,cpu的门电路就完成了。

要进行对于电路刻画,形成电路,还要附上抗光敏抗蚀膜

(5)重复、分层为加工新的一层电路,再次生长硅氧化物,然后沉积一层多晶硅,涂敷光阻物质,重复影印、蚀刻过程,得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。重复多遍,形成一个3D的结构,这才是最终的cpu的核心。每几层中间都要填上金属作为导体。Intel的Pentium 4处理器有7层,而AMD的Athlon 64则达到了9层。层数决定于设计时cpu的布局,以及通过的电流大小。

要重复做多层电路的打造,还是在一个很小的物体上,当然现在的手机芯片制程工艺更难!

(6)封装这时的cpu是一块块晶圆,它还不能直接被用户使用,必须将它封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。封装结构各有不同,但越高级的cpu封装也越复杂,新的封装往往能带来芯片电气性能和稳定性的提升,并能间接地为主频的提升提供坚实可靠的基础。

要进行封装,这个就需要专门的机器了!

(7)多次测试测试是一个cpu制造的重要环节,也是一块cpu出厂前必要的考验。这一步将测试晶圆的电气性能,以检查是否出了什么差错,以及这些差错出现在哪个步骤(如果可能的话)。接下来,晶圆上的每个cpu核心都将被分开测试。由于SRAM(静态随机存储器,cpu中缓存的基本组成)结构复杂、密度高,所以缓存是cpu中容易出问题的部分,对缓存的测试也是cpu测试中的重要部分。每块cpu将被进行完全测试,以检验其全部功能。某些cpu能够在较高的频率下运行,所以被标上了较高的频率;而有些cpu因为种种原因运行频率较低,所以被标上了较低的频率。最后,个别cpu可能存在某些功能上的缺陷,如果问题出在缓存上,制造商仍然可以屏蔽掉它的部分缓存,这意味着这块cpu依然能够出售,只是它可能是Celeron等低端产品。当cpu被放进包装盒之前,一般还要进行最后一次测试,以确保之前的工作准确无误。根据前面确定的最高运行频率和缓存的不同,它们被放进不同的包装,销往世界各地。

最后就是测试阶段了!

所以荒野求生的方式打造芯片,要解决的东西太多了,巧妇难为无米之炊,那么这个过程需要材料也需要机器,同时也需要电力和网络等方面融合,才能打造优秀的产品!所以在研发打造内测产品都是不容易的,对此大家是怎么看的,欢迎关注我创业者李孟和我一起交流!

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