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图解:沙子是如何成为CPU的

导读: CPU——中央处理器,世界上单位体积集成度最大的集成电路核心,也是唯一无法山寨的物品。CPU的制造过程代表了当今世界科技发展的最高水平。

CPU——中央处理器,世界上单位体积集成度最大的集成电路核心,也是唯一无法山寨的物品。CPU的制造过程代表了当今世界科技发展的最高水平。

图解:沙子是如何成为CPU的

处理器的制造过程可以大致分为选取原料沙子(石英)、提纯成硅锭、晶圆、光刻、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、包装上市等基本步骤。

图解:沙子是如何成为CPU的

硅熔炼成硅锭: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。

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单晶硅锭呈圆柱形,重约100千克,硅纯度达99.9999%。然后将硅锭横向切割成圆形的单个硅片——晶圆(Wafer)。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕。

图解:沙子是如何成为CPU的

对晶圆进行光刻胶(Photo Resist),在晶圆旋转过程中浇上蓝色的的光刻胶液体,晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、平。

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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。

图解:沙子是如何成为CPU的

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。晶体管及其微小,一个针头上就能放下大约3000万个。

图解:沙子是如何成为CPU的

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