沙子變＂黃金＂! 揭秘CPU制造全過(guò)程

　　CPU是計(jì)算機(jī)的心臟，它是決定計(jì)算機(jī)性能的最重要的部件。同樣CPU也是現(xiàn)代社會(huì)飛速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源泉，在任何電子設(shè)備上都可以找到微芯片的身影。不過(guò)能完成復(fù)雜功能的CPU確是以沙子為原料做成的，不得不驚嘆于人類的智慧！Intel公布了大量圖文資料，詳細(xì)展示了從沙子到芯片的全過(guò)程，滿足你的好奇心。

　　簡(jiǎn)單地說(shuō)，處理器的制造過(guò)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(cè)試與切割、核心封裝、等級(jí)測(cè)試、包裝上市等諸多步驟，而且每一步里邊又包含更多細(xì)致的過(guò)程。

　　下邊就圖文結(jié)合，一步一步看看：

　　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(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

　　硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級(jí)，下同。通過(guò)多步凈化得到可用于半導(dǎo)體制造質(zhì)量的硅，學(xué)名電子級(jí)硅（EGS），平均每一百萬(wàn)個(gè)硅原子中最多只有一個(gè)雜質(zhì)原子。此圖展示了是如何通過(guò)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%。

　　CPU制造：第二階段圖文直播：

　　硅錠切割：橫向切割成圓形的單個(gè)硅片，也就是我們常說(shuō)的晶圓（Wafer）。順便說(shuō)，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(guò)拋光后變得幾乎完美無(wú)瑕，表面甚至可以當(dāng)鏡子。事實(shí)上，Intel自己并不生產(chǎn)這種晶圓，而是從第三方半導(dǎo)體企業(yè)那里直接購(gòu)買成品，然后利用自己的生產(chǎn)線進(jìn)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。

　　CPU制造：第三階段圖文直播：

　　光刻膠（Photo Resist）：圖中藍(lán)色部分就是在晶圓旋轉(zhuǎn)過(guò)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(guò)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(xué)反應(yīng)類似按下機(jī)械相機(jī)快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預(yù)先

　　光刻二：由此進(jìn)入50-200納米尺寸的晶體管級(jí)別。一塊晶圓上可以切割出數(shù)百個(gè)處理器，不過(guò)從這里開始把視野縮小到其中一個(gè)上，展示如何制作晶體管等部件。晶體管相當(dāng)于開關(guān)，控制著電流的方向?，F(xiàn)在的晶體管已經(jīng)如此之小，一個(gè)針頭上就能放下大約3000萬(wàn)個(gè)。