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发表于 2009-8-6 17:17:17 |显示全部楼层
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虽然这一组图片很明白的是 Intel 为自家的 Core i7 打的广告

「我们在这里以 Intel® Core i7 为例」),但仍然是了解现代处理器制作工艺的一个好方法。

cpu1.jpg

上图是第一组图,由沙到单晶硅的过程。
帖子标签: 处理器, 图解, 现代, 意思
 
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发表于 2009-8-6 17:17:58 |显示全部楼层
普通的沙子约有 25% 的硅,是地壳中仅次于氧的最常见元素,

主要以二氧化硅的形态存在。这些硅经过多个步骤纯化后,达到足以制成芯片的质量

-- 每十亿个硅原子中,仅能出现一个别种的原子。

最后这些高纯度的硅原子结晶成一颗巨大的单晶硅(直径 8~12 吋),重可达 100 kg!

cpu2.jpg
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发表于 2009-8-6 17:18:34 |显示全部楼层
接下来,单晶硅块被横向切成一片片薄薄的薄片,每一片就是一片「晶圆」。这些晶圆经过抛光后,

就形成了制造芯片的原料。最早期的晶圆因为技术的关系,直径大约只有两寸,

而今天最先进的晶圆厂则已经可以处理 12 寸的晶圆了。

晶圆直径越大,切割时浪费的部份就越少,而且每一颗芯片的单价越低。

cpu3.jpg
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发表于 2009-8-6 17:19:24 |显示全部楼层
cpu4.jpg

再下来就开始芯片的生产啦!整块晶圆被一层薄薄的特殊材质覆盖,

这种材质的特性是当它被紫外线光照射到的部份,会变成可被溶液溶解。

因此只要紫外线光透过一个有电路纹路的屏蔽照射在晶圆上,

就可以在晶圆上印出和屏蔽相同的图案来。在屏蔽和晶圆间有片放大镜,

可以将比较大号的屏蔽图案缩小后照在晶圆上。
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发表于 2009-8-6 17:20:11 |显示全部楼层
上一步的时候说过,被紫外线光照射到的部份会变成可溶解,所以这时候只要把晶圆泡在溶液里,

被照射到的部份就会被溶掉,只剩下没被照射到的部份。剩下来的特殊材质成为保护硅的

「保护膜」在下一步蚀刻时,有保护膜的部份不会被蚀刻掉。最后再把特殊材质洗掉,就变成有刻入纹路的硅晶了。
cpu5.jpg
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发表于 2009-8-6 17:20:42 |显示全部楼层
除了蚀刻纹路外,为晶圆「加料」也是一个常见的步骤。将不需要加料的部份同样的特殊材料保护起来,

剩下来的部份用高速离子轰炸,就能改变硅的电气特性,形成不同的晶体管组件。

在上图的的例子中,绿色是被加料的部份,桃红色的是绝缘体,浅蓝色是被加另一种料的部份。

cpu6.jpg
西安政企新闻网 : news.xabbs.com
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发表于 2009-8-6 17:21:40 |显示全部楼层
cpu7.jpg

迷你的晶体管完成后,最后一步就是将整个晶体管绝缘起来,

只留下未来要连接其它晶体管的接点。接点的制做方式,

是将铜电镀到预先留好的洞里,再把多余的铜抛光磨掉。
淘润广告联盟 : www.taorun.com
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发表于 2009-8-6 17:22:14 |显示全部楼层
下一步,就是在晶体管之间拉细细的铜线。哪条线该连到谁由芯片的设计所决定,

但总而言之是非常复杂的。虽然芯片表面上看起来是平的,但事实上可以有多达 20 层的线穿缩在晶体管之间。

cpu8.jpg
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发表于 2009-8-6 17:22:44 |显示全部楼层
cpu9.jpg

线拉完之后,芯片本身的制作就完成了。接下来是简单的测试,

将一组特定的讯号送入芯片中,再比较输出的结果,看看有没有什么明显的大错误。

然后晶圆被切割成一片片的芯片,先前测试不过关的不良品就此被抛弃。
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发表于 2009-8-6 17:23:51 |显示全部楼层
过关的芯片下一步就是「封装」,将脆弱的芯片装入一个保护套内。

除了保护外,封装还有两个功能 -- 下方绿色的基板提供芯片和电脑之间的接口

(「针脚」),上方的金属上盖则是连接散热片和风扇,为芯片散热。

封装好的芯片,就是我们所说的处理器。
cpu10.jpg

处理器接下来被送入机器做更进一步的检测和分级

-- 同一个系列但不同频率的芯片很有可能是来自同一块晶圆的,

只是在这个步骤跟据质量被「分级」成不同的频率。有时因为不同的市场需求,

厂商会把质量比较好的芯片标成比较低的频率,于是这之间就有了超频的空间。

标好价,就是最终产品啦!
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