一粒沙變成酷睿i5?詳解Intel官方視頻

    泡泡網(wǎng)CPU頻道8月27日 我們都知道一臺(tái)電腦的核心硬件之一就是中央處理器單元——CPU。在上世紀(jì)九十年代的時(shí)候，一顆處理器要賣到上萬元，那個(gè)時(shí)候CPU給人的感覺就只有三個(gè)字——高科技。而隨著處理器的工藝改進(jìn)和規(guī)模化生產(chǎn)帶來的成本降低，如今只需幾百元就可以買到一顆性能不錯(cuò)的處理器，但是人們對(duì)CPU的總體感覺還是那三個(gè)字。

鐵殼下面究竟隱藏著什么？

如何把一粒沙變成酷睿i5

    人們對(duì)那塊鐵蓋掩蓋下的CPU內(nèi)部構(gòu)造極為感興趣，然而由于多數(shù)人不舍得拆解自己的CPU來一探究竟，這種神秘感一直保存到現(xiàn)在，不過也有幾個(gè)膽子大的拆開了，但是還是沒有看到些什么實(shí)質(zhì)的東西。現(xiàn)在Intel官方微薄發(fā)布了視頻，下面小編就圖文并茂得向您詳解一下視頻：CPU是怎樣“煉”成的。也許看了本文之后，你可以把一粒沙變成酷睿i5-750。

    可能有些人已經(jīng)知道了，而有些網(wǎng)友可能還不知道，CPU的制造原料之一就是沙子，因?yàn)槔锩婧泄瑁⊿i）。

你可以把這看作無數(shù)塊CPU

無數(shù)塊酷睿i5

硅原料化學(xué)提純

    硅原料經(jīng)過初期的預(yù)處理后，還不能直接作為半導(dǎo)體工業(yè)原料，還要經(jīng)過化學(xué)提純，等達(dá)到可供半導(dǎo)體工業(yè)使用的原料級(jí)別后，還要進(jìn)行“整形”。

硅原料遭遇“三昧真火”

欲罷不能

經(jīng)過加溫等特殊處理狀態(tài)發(fā)生了變化

    沙子的主要成分是二氧化硅，經(jīng)過一系列處理，我們要提取高度純凈的硅原料，及單晶硅。然后從大型高溫石英容器里面以旋轉(zhuǎn)拉伸的方式將硅原料取出，形成一個(gè)圓柱體的硅錠。

提取高純度硅原料

形成一個(gè)圓柱體形狀的硅錠

    硅錠樣子有些像我們常見的陀螺，但是加工過程中要保證它是絕對(duì)的圓柱體，之后就要進(jìn)行切片，原則上切片越薄成本就越低，那么一個(gè)硅錠就能造出更多的處理器，處理器的售價(jià)也就可以更低，但是切片還要鏡面精加工處理來確保表面絕對(duì)光滑，所以這個(gè)過程很考驗(yàn)廠商的技術(shù)水平。

硅錠“出爐”

“電鋸驚魂”

切片越薄越好

    切片在摻入一定的化學(xué)物質(zhì)，具備了半導(dǎo)體的特性后，還要經(jīng)過高溫氧化處理，在表面形成一層厚度嚴(yán)格控制的二氧化硅層。這一層也就是傳說中的門電路，它的作用是控制其間電子的流動(dòng)，最后一道準(zhǔn)備工序就是在二氧化硅層上覆蓋一個(gè)感光層，這一步的目的是使二氧化硅層具備較好的感光效果來完成后面的光刻蝕，而且在光刻蝕結(jié)束后改層可以使用化學(xué)方法除去。

切片的初始狀態(tài)

氧化并加入感光層

使用嚴(yán)格控制的短波長(zhǎng)的紫外線和大曲率的透鏡開始光刻蝕

每一層光刻蝕的圖紙要比整個(gè)紐約地圖還要精細(xì)

    光刻蝕完成后，要記得把感光層去掉（這里形成了部分裸露硅層），下一步就是加入帶有感光層的多晶硅層，此處用到了金屬原料，因此多晶硅層又被稱為CMOS（即金屬氧化物半導(dǎo)體），多晶硅允許在晶體管隊(duì)列端口電壓起作用之前建立門電路。此后就是再次進(jìn)行光刻蝕，最后再對(duì)暴露在外面的硅層進(jìn)行離子轟擊，以生成N溝道或P溝道，創(chuàng)建全部的晶體管及彼此間的電路連接。

光刻蝕后要去掉感光層

創(chuàng)建晶體管及之間的電路連接

    下面的操作就是不斷重復(fù)前面的工作來增加層級(jí)，最后形成處理器的原始風(fēng)貌，最后的工作便是在每層間采用金屬涂膜技術(shù)進(jìn)行層間導(dǎo)電連接。

開始“蓋樓”

形成多層立體結(jié)構(gòu)

上面的每一塊就是一個(gè)CPU原貌

    一塊晶圓最后要根據(jù)所設(shè)計(jì)的處理器大小分成多塊，每一塊都是一個(gè)完整的構(gòu)造，不過這個(gè)切割過程是很考驗(yàn)技術(shù)的。這一步完成后還不算完，還要不斷檢查晶圓的電學(xué)特性，如有問題還要進(jìn)行特殊加工。

橫向鋸

縱向鋸

鋸?fù)旰箝_始分離取出

用精密器械取出一塊Die

放大版Die，有些眼熟了

    是不是看到這兒，你總算認(rèn)出了點(diǎn)什么？沒錯(cuò)，看看你購(gòu)買的處理器包裝盒的一角吧！下面的步驟就是至關(guān)重要的一步了，沒錯(cuò)加鐵蓋——封裝，不要覺得這是“掩人耳目”，這一步可以保護(hù)內(nèi)部的芯片。不過在加蓋前，首先那些在最開始檢測(cè)中不合格并且不能經(jīng)過特殊加工挽救的就要被遺棄，而剩下的才能被封裝。

從晶圓分離出來的Die

加入接口規(guī)格

加鐵蓋

封裝時(shí)的一瞬間，也許你就再也看不到它

    最最后，還要對(duì)處理器成品進(jìn)行最后的檢驗(yàn)，期間有些瑕疵并且不能最后挽救的就成為ES工程測(cè)試版，而那些沒有問題的就可以根據(jù)體質(zhì)或者市場(chǎng)計(jì)劃劃分等級(jí)，也許你的酷睿i3當(dāng)初就跟酷睿i7挨著呢。不過也有一些只是緩存有缺陷或者部分核心有缺陷，那么廠商也會(huì)將這部分緩存和核心屏蔽來生產(chǎn)更低等級(jí)的處理器（開緩存、開核心的根本原因）。

封裝好后還要檢驗(yàn)

產(chǎn)品要根據(jù)體質(zhì)劃分等級(jí)

強(qiáng)勁電腦的“芯”

● 總結(jié)

    相信在看完這篇文章后，你已經(jīng)對(duì)CPU的整個(gè)制造過程有了較深入的認(rèn)識(shí)，并且練就了“點(diǎn)沙成芯”的蓋世神功。

    令人想不到的是一粒分文不值的沙子可以有如此大的用途，也可以有如此大的變化，然而這變化的每一步都凝結(jié)著多少人多少年的技術(shù)積累和辛苦汗水，由此來看，中國(guó)自主制造的處理器還有很長(zhǎng)的路要走。■

附：

    想了解整個(gè)CPU動(dòng)態(tài)制造過程，可以點(diǎn)擊這里看Intel官方視頻。<