芯片制造，从沙子开始......

从沙子开始

创建计算机芯片的过程始于一种称为硅砂的沙子，它由二氧化硅组成。

硅是半导体制造的基础材料，必须是纯净的，才能用于制造过程。

硅锭

执行多个纯化和过滤过程以提供纯度为 99.9999% 的电子级硅。

一个重约 100 公斤的纯化硅锭由熔化的二氧化硅制成，并为下一步做好准备。

切割晶圆

圆形硅锭被切成尽可能薄的晶片，同时保持材料在制造过程中的使用能力。

然后对硅晶片进行精炼和抛光，以便为以下制造步骤提供尽可能好的表面。

光刻

在抛光并准备好进行该过程后，一层光刻胶薄薄地散布在整个晶片上。

然后将该层暴露在紫外线掩模下，该掩模按照微处理器电路的图案成形。

曝光的光刻胶变得可溶并被溶剂洗掉。

离子和掺杂

暴露的光刻胶被洗掉，硅片被离子轰击以改变其导电性能——这被称为掺杂。

然后洗掉剩余的光刻胶，露出受影响和未受影响材料的图案。

蚀刻

使用另一个光刻步骤将硬质材料图案施加到晶片上。

然后使用化学品去除不需要的硅，留下薄的硅脊。

在此之后，应用更多的光刻步骤 - 这会创建更多的晶体管结构，具体取决于所使用的栅极形成。

电镀

在几乎完整的晶体管表面涂上一层绝缘层，并在其中蚀刻了三个孔。

接下来，制造商使用一种称为电镀的工艺在晶体管表面沉积铜离子，在绝缘层上形成一层铜。

多余的铜被打磨掉，只在绝缘层孔中留下三个铜沉积物。

分层互连

所有晶体管现在都连接在一个架构中，该架构允许芯片像处理器一样工作。

这些互连的分层和设计极其复杂，单个处理器中可能有 30 层以上的金属连接。

测试和切片模具

晶片上的芯片现在已准备好进行测试。

晶圆被切成芯片，功能芯片进入制造过程的最后一步。

封装

芯片与基板和散热器一起封装，并采用熟悉的台式机处理器外形。

散热器将热量从硅传导到安装在其顶部的散热器中。

然后测试处理器的电源效率、最大频率和其他性能指标。

那些通过的然后被包装为零售产品。