O 芯片 ou 处理器 它被认为是任何电子设备(包括计算机)的“心脏”。 通常,我们只知道有关该组件的基本信息,例如最大处理器速度、业务模型和一些其他技术。 然而,在到达消费者手中之前,它必须面对严格而复杂的制造过程。
为了向你解释细节, 秀美科技 被邀请 英特尔 满足 FAB28,该公司在 Kiryat Gat 的主要地点之一, 以色列🇧🇷 接下来,我们将向您展示构建计算机芯片所需的步骤。
电路原理图
制造计算机芯片的第一步是创建电路图。 设计师和工程师会绘制一种图纸,确定每个部件在 CPU 中的位置,这对于决定高速缓存的数量、内存级别、频率和其他细节极为重要。
为完成此任务,相关人员需要深入了解哪些现有组件/技术可用于生成功能性和可操作性的制造蓝图。 此外,工程师还必须提前做好 CPU 设计规划,因为它可能要几个月后才能出货。
原料
你知道CPU的原材料是 区域🇧🇷 在经过几个过程成为智能组件之前,这种材料被制造商收集,因为它的成分中含有 25% 的硅,这是制造计算机芯片的关键元素。

尽可能多地使用其他元素,例如 镓例如,大多数公司选择这种化学成分是因为它成本低廉且易于获取,因为在我们的星球上可以找到丰富的沙子。
纯化
从沙子中提取硅后,必须尽可能提纯,以达到最佳质量,避免在制造过程中出现问题。 为了让您了解此过程的重要性,纯度级别应为 99,9999999%。 换句话说,每 1 亿个原子中,可能只有一个不是由硅制成的。
净化是使用一种烘箱进行的,该烘箱使元素经受高温以消除杂质并使其保持最纯净的形式。 然后,将材料冷却并模制成平均重量为 100 公斤的圆柱形(称为铸锭)。
晶圆


硅锭很重,在这种形式下没有用处。 因此,制造商需要将其切成薄片以获得称为 晶圆🇧🇷 层的大小根据制造商的需要而变化。 这 英特尔, 例如,它采用了直径为30厘米的图案。
切割后,这些切片会经过特殊抛光和一些化学处理,为下一步做好准备。 从这一刻起,环境需要彻底消毒,以防止灰尘颗粒和其他残留物到达 晶圆.
制造芯片的实验室被称为“洁净室”,比手术室洁净高达 10 倍。 员工和访客需要穿着特殊的套装,包括手套、口罩、护目镜和足部保护等,以避免部件受到污染。

光刻

确定后 晶圆 适当地“纯”,公司开始的过程 光刻🇧🇷 在此步骤中,圆盘上装有耐光材料,当受到紫外线照射时,会将电路图转移到零件上。
它的工作原理是这样的:光线穿过电路的“地图”,将设计反射到镜头上。完成此操作后,同一镜头会缩小图表的尺寸,从而使比例缩小到极致,并达到制造商选择的尺寸。
最后,反射光被记录在 晶圆 导出的部件变得具有延展性,可以使用特定的流体将其移除,从而为晶体管生成小凹槽。 这种称为“掩蔽”的蚀刻工艺赋予芯片形状和功能。
下一步是输入晶体管的电气特性。 由于硅的半导体性,公司能够改变元素的导电性以修改原子并将它们插入到结构中 晶圆🇧🇷 最初,这些原子是随机排列的,但在受到高温后,它们开始在圆盘结构中占据固定位置。
铜


在加入铜之前 晶圆,应用了一层薄薄的保护层以防止短路。 然后,插入这种材料以填充零件中的空隙并互连数十亿个晶体管,从而确保快速准确的通信。
值得一提的是,在整个制造过程中,都有专门的团队使用高质量显微镜或计算机化系统分析每一步。 这样,可以检查晶体管的结构以确保它们没有缺陷。

matriz

芯片制造的最后一步是将触点插入芯片背面。 晶圆 并将其分成更小的块,称为 矩阵,经过测试后,经过最后的切割过程才能生成单独的芯片单元。
然而,这些组件仍然不完全是一个 CPU,而只是一个 该,需要将其“粘”到称为 基质🇧🇷 该片是芯片的底部,负责将内部电路与主板组件互连。 在顶部,还有另一个用于散热的金属物品——它也可以用作“广告牌”,例如印上型号和制造商的名称。
整个组装过程结束后,芯片将进行测试以确保功能和质量。 如果一切按预期进行,它们已经可以发送给制造商的合作伙伴公司,这些公司将在短时间内为消费者提供带有新硬件的计算机。
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