知道嗎?你手裡拿的手機、辦公用的電腦、看的電視,核心裝置就是芯片。一顆芯片只有指甲蓋大小,上面卻有數公里的導線和幾千萬根晶體管,可謂世界上最精密的雕刻術。而如此精密的元件,主要原料竟然是我們司空見慣的沙子。下面我們通過漫畫了解下,從沙子到芯片的全過程。
漫畫敘述比較簡潔,接下來咱們以intel芯片為例,詳述的描述整個過程:
第一階段
單晶硅錠:整體基本呈圓柱形,重約100千克,硅純度 99.9999%。▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第一階段):
第二階段
硅錠切割:橫向切割成圓形的單個硅片,也就是我們常說的晶圓 (Wafer)。順便說,這下知道為什麼晶圓都是圓形的了吧?▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第二階段):
第三階段
下圖是這個階段的一個總結圖(第三階段):
第四階段
溶解光刻膠:光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉,清除後留下的圖案和掩模上的一致▼
蝕刻:使用化學物質溶解掉暴露出來的晶圓部分,而剩下的光刻膠保護著不應該蝕刻的部分。▼
清除光刻膠:蝕刻完成後,光刻膠的使命宣告完成,全部清除後就可以看到設計好的電路圖案。▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第四階段):
第五階段
清除光刻膠:離子注入完成後,光刻膠也被清除,而注入區域(綠色部分)也已摻雜,注入了不同的原子。注意這時候的綠色和之前已經有所不同。▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第五階段):
第六階段
晶體管就緒:至此,晶體管已經基本完成。在絕緣材(品紅色)上蝕刻出三個孔洞,並填充銅,以便和其它晶體管互連。▼
電鍍:在晶圓上電鍍一層硫酸銅,將銅離子沉澱到晶體管上。銅離子會從正極(陽極)走向負極(陰極)。▼
銅層:電鍍完成後,銅離子沉積在晶圓表面,形成一個薄薄的銅層。▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第六階段):
第七階段
拋光:將多餘的銅拋光掉,也就是磨光晶圓表面。▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第七階段):
第八階段
晶圓測試:內核級別,大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部,正在接受第一次功能性測試,使用參考電路圖案和每一塊芯片進行對比。▼
晶圓切片(Slicing):晶圓級別,300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊,每一塊就是一個處理器的內核(Die)。▼
丟棄瑕疵內核:晶圓級別。測試過程中發現的有瑕疵的內核被拋棄,留下完好的準備進入下一步。▼
下圖是這個階段的一個總結圖(第八階段):
第九階段
單個內核:內核級別。從晶圓上切割下來的單個內核,這裡展示的是Core i7的核心。
下圖是這個階段的一個總結圖(第九階段):
第十階段
裝箱:根據等級測試結果將同樣級別的處理器放在一起裝運。▼
零售包裝:製造、測試完畢的處理器要麼批量交付給OEM廠商,要麼放在包裝盒裡進入零售市場。
下圖是這個階段的一個總結圖(第十階段):
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