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从沙子到松果做一颗CPU需要经过哪些步骤

发布时间:2023/11/20 14:25:43   
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处理器是手机、电脑等数码设备的大脑。目前能够自行开发处理器,并使用到自家手机中的厂商只有苹果、三星、华为和即将发布自家处理器的小米(松果处理器)。很多人都清楚研发处理器需要巨大的资金、人力支持,并且耗时不短。因此多数厂商宁可高价购买,也不去自行研发。那你知道如何打造一款处理器吗?今天小编就给大家来揭秘一下(一下图片均截取自英特尔官方演示,完整视频请搜索英特尔i5处理器制造动画)。1.从沙子中提取二氧化硅CPU的原料是什么,很多人知道是“硅”,其实就是沙子(信不信由你,数码设备大脑的主要原料就是沙子)。制作CPU的沙子要经过水洗→酸洗→中和→水洗→碱溶→过滤→灼烧等步骤,提取出纯净不含杂质的二氧化硅(SiO2也就是玻璃)。2.把二氧化硅还原成硅(化学纯)二氧化硅再进行化学提纯,得到可用于半导体制造质量的硅,学名电子级硅(EGS)。平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。工程师眼中的硅锭现实中的硅锭上图展示的是通过硅净化熔炼得到大晶体,学名硅锭(读音:ding)。3.硅锭切割(晶圆)横向切割硅锭,做成圆形的单个硅片,也就是我们常说的晶圆(Wafer)。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕,表面甚至可以当镜子。晶圆的尺寸有好多种,如果用来做手机处理器的应该不是很大。4.激光刻蚀用0.纳米的激光束在电子显微镜下,在硅表面画出10个晶体管的布局图(如果你想做处理器的话,不用自己画,网上下载一个数据包就可以,计算机会自己执行,数据是G...)具体操作分为:光刻一:光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下,变得可溶,期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预先设计好的电路图案,紫外线透过它照在光刻胶层上,就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说,在晶圆上得到的电路图案是掩模上图案的四分之一。光刻二:由此进入50-纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆上可以切割出数百个处理器,不过从这里开始把视野缩小到其中一个上,展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当于开关,控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小,一个针头上就能放下大约万个。经过反复溶解光刻胶、电镀、反复刻蚀步骤后,一个晶体管就准备好了,华为的麒麟单颗芯片的晶体管数量超过30亿,你觉得松果处理器有多少个呢?5.电镀:晶体管级别电镀,六个晶体管的组合,大约纳米。在不同晶体管之间形成复合互连金属层,具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性。芯片表面看起来异常平滑,但事实上可能包含20多层复杂的电路,放大之后可以看到极其复杂的电路网络,形如未来派的多层高速公路系统。6测试、切割:电镀完成后,处理器的“核心”部分就打造完成。接下来就是测试和切割了。上图是处理器正在接受第一次功能性测试,测试后的晶圆将被切割称“标准”处理器。一般来说越靠近晶圆中心的部分,电气性能越强,用来打造高性能型号。而靠近边缘的部分性能稍弱,用来打造低端处理器。如果有人告诉你松果处理器有两个版本,都是从同一个板子上切下来的不要惊讶。7.封装切割后处理器的制造就过程已经完成95%了。最后就是封装,制作电路板,焊好针脚,一颗颗松果就可以装盒子出厂了。8:将处理器安装到手机上开机。打开钨丝科技,新闻头条:众多CPU巨头企业宣布倒闭,原因是某男子20块钱加一把沙子做出了CPU。以上是沙子变身处理器的简单步骤,看起来简单,但实际操作起来可不是那么好玩的,没几十亿投资就不要想了。

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