沙子变“黄金”——揭秘CPU制造全过程

沙子变“黄金”— — 揭秘 CPU 制造全过程 CPU 是计算机的心脏，它是决定计算机性能的最重要的部件。同样CPU 也是现代社会飞速运转的动力源泉，在任何电子设备上都可以找到微芯片的身影。不过能完成复杂功能的 CPU 确是以沙子为原料做成的，不得不惊叹于人类的智慧！Intel 公布了大量图文资料，详细展示了从沙子到芯片的全过程，满足你的好奇心。 简单地说，处理器的制造过程可以大致分为沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻(平版印刷)、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程。 下边就图文结合，一步一步看看： ================================================================================== CPU 制造：第一阶段图文直播： 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(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，这也是半导体制造产业的基础。 硅熔炼：12 英寸/300 毫米晶圆级，下同。通过多步净化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。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)。 单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约 100 千克，硅纯度 99.9999％。 CPU 制造：第二阶段图文直播： 硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形的了吧？ 晶圆：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。事实上，Intel 自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企业那里直接购买成品，然后利用自己的生产线进一步加工，比如现在主流的 45nm HKMG(高 K 金属栅极)。值得一提的是，Intel 公司创立之初使用的晶圆尺寸只有 2 英寸/50 毫米。 ================================================================================== CPU 制造：第三阶段图文直播： 光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。 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...