03.04 CPU为什么不做成圆的而是方的?

深蓝286668758


一、节省材料

CPU是由硅晶圆切割出来的,目前硅晶圆都是圆形的,如果再到上面去切圆形的CPU出来,浪费的会非常多,所以用方形的可以节省材料,达到最高的材料利用率。

2、设计的制造上的方便

CPU是由晶体管组成,晶体管的开关构成0、1这些运算,从而形成CPU的计算能力,而晶体管的排列也是线性排列的,同时我们发现电路的走线什么的都是线性的,这就意味着做成方形的CPU,在电路的设计上、加工制造上,都会更加的方便。

3、使用上的方便

再考虑到应用场景方面,我们看看目前的主板、以及承载CPU的智能设备,基本上都是是方形的,比如手机,电脑主机、笔记本等等。

因为方形更容易摆放,更能够节省空间,而CPU为了配合这些主板什么的,做成方形的也会更加的方便。

其实不只是CPU,我们仔细看看其它的设备,比如内存,硬盘、屏幕等等,这些都是以方形的为主,基本上也都是基于以上的原因。


互联网乱侃秀


假设有一家芯片设计公司,像题主说的,将CPU不设计成方形而是圆形,结果会怎么样呢?

这就等于在晶圆这个大圆里刻下(芯片是光刻成的)许多小圆,效果如下图(为节约时间,我只画出了一部分)。可以看到,CPU与CPU(即小圆与小圆)之间有相当大的空隙,使许多硅片被浪费了,粗略估计大概10%左右吧。

浪费还在继续。

由于CPU是圆的,而电子线路是走直线。至于为什么要走直线,因为两点之间,直线最短,两个元件之间用直线连接,不仅可以减小电流消耗(线路变短,电阻变小),还省下空间放置其它电子元件。

CPU内走直线的电子线路纵横交错,而且本着最大化利用硅片的原则,于是一片CPU的所有电路会构成一个正方形(如下图)。结果,为了设计一片圆圆的CPU,CPU线路(下图中橙色的正方形)四周的硅片又被浪费掉了,这部分的面积大概有30%左右吧。

单颗圆形CPU浪费硅片面积,把这些CPU刻到整片晶圆上,如前文所述,CPU与CPU之间空隙很大,再浪费一次(10%左右),最终得到的浪费效果如下图。图中红色的横竖条就是被浪费的硅片面积,只有白色方格是被利用到的。整个晶圆被浪费掉40%左右。

没有对比就没有伤害。当CPU设计成方形时(见下图),CPU与CPU之间只有一条便于切割的缝隙,整片晶圆得到最大化利用。


魔铁的世界


因为CPU芯片可是很贵的,在目前的圆形晶圆上切割方形的芯片本身就有一些边角料的浪费,更别说圆形芯片了,如果在目前的圆形晶圆上切割圆形芯片,那会造成更大的浪费,可能一块晶圆上能浪费将近一半的面积,这样子成本和风险就太高了。

而且晶圆的生产和CPU芯片的切割不一样,传统方形芯片切割起来横平竖直,良品率更高,对设备精度的要求也低一些,但是如果按照圆形切割的话那就都是曲线切割,对设备的精密程度要求非常高,成本也会急剧提高,很不划算。

此外,既然设计的是圆形芯片,那么CPU内部的核心也必须是设计成圆形的,但是传统的电路设计都是以横平竖直来的,如果让芯片设计师在CPU里布局大量的曲线电路那实在是太难了,最终的成品也很可能不尽人意,所以说目前的技术用来做圆形芯片和CPU是非常不现实的,至少在民用和消费领域是这样的。


嘟嘟聊数码


感谢您的阅读!

这个问题,让我不自觉的想到了,晶圆为什么不做成圆形,要做成方形。按理说,晶圆是圆的,这样设计CPU,不是更方便吗?直接用圆形的CPU,不是可以更好的将晶圆的空间发挥出来吗?

实际上,造成CPU没有奇形怪状的形状,没有出现圆形,或者6边形等等的原因很简单,我归纳为两个字——节约!

节约成本,增加利用率!我们知道如果使用圆形的切割芯片,可能会浪费更多的材料,耗材增多了,CPU的成本就变高了。

节约PIN脚的使用。你可以看到Pin脚的排列很规整,节约了空间,提升使用。



节约技术难度。在进行CPU的制作的时候,确实会因为光蚀刻在蚀刻所带来的困难,比如边缘处的不平衡等等,提升了技术难度。

归根结底就是为了节约成本,降低损失。毕竟,CPU的消耗不低,技术难度不小!


LeoGo科技


方形的cpu比较省材料,如果切割成圆形的话边角部位就要浪费了,浪费部分会造成成本增高。

方形的CPU排列上面的晶片利用率可以达到最高。

方形的cpu在主板上也更好的方便原件排列与主办布线。



miantiaoboss


1,书写习惯。通用的书写是从左至右,从上到下,如果用圆形书写格式,那么就会出现这种情况:第一行只有一个字,第二行2~3个字,以下行数的字数按数学几何方式递增,到顶点后又按照数学几何方式递减;这样一来,不但书写不方便,而且阅读起来也是很吃力的。

2,视觉习惯。首先,不是没有圆的显示器,而是因为最初的电脑是文档类的。所以显示器都是要和普通书本差不多。所以最初的电脑显示器是方的。人的阅读习惯是横向或者竖向的,没有圆周阅读的。

3、制造工艺。将液晶板做成圆形的,其工艺要比矩形的复杂很多,不利于工业化生产。

显示器屏幕正是基于上述两条,才将屏幕设计成矩形的;

以显像管式显示器为例,如果采用圆形,电子束按照圆形扫描,必然有很大一部分屏幕是无效的,因为它的每行电子束的点数是一定的(就像整个版面每行字数相同一样),将会造成有很大的能量浪费,使扫描过程复杂化;而如果采用矩形屏幕,将可充分利用电子束的扫描能量,最大限度地扩大可视面积。

4,生产成本,当显示器的流水线都按矩形制作时,再来制造圆形的显示器,成本就会很高,市场就无法接受了。


90文博


首先要了解晶元都是按标准顺序排列的单晶硅。

弄明白以上一句话才会明白硅晶元在外力作用下只会按照直线断裂。这一点和玻璃性质是一样的,只是玻璃的氧化硅分子排列不整齐,厚度不同,纯度不够,所以走线会歪。但是玻璃仍然保持的特性是只要在角落施加外力,分子之间立马会进行连锁式断裂。也就是瞬间两半。

由于晶元纯度,厚度,排列都非常整齐严谨。我们给它施加外力,晶元断裂方向是笔直的,绝对不会有分毫歪斜,而且也不会暂停,直至裂为两半。

因此在晶元上想切出圆形芯片,唯一的办法就是钻取。第一钻头厚度我们没法做到太薄,第二容易造成晶元炸裂。这对于寸土寸金的晶元来说是成本无法忍受。

那么问题来了,有没有一种可能设计成六边形芯片,还可以提高晶元芯片产量。

不好意思,单晶硅晶元,只能垂直方向断裂,不会产生30度120度角断裂。

所以我们在晶元蚀刻阶段,也要严格遵循单晶硅排列方向蚀刻,保证后期切割工作!


负石


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宝妈交流群


圆的过于通用了,非常容易搞错插脚。 但是你得建议很好,当插脚容错技术达到后,也许会出现这种产品。 现在的交换机就能自动识别并自动适应网线,不管你是交叉线还是平行线!过去是严格区别的!

做成圆的插脚没法排列,如果按圆形排列插脚的话,那么中间的插脚密度太高,而且插脚之间的间距也不同,不利于布线.而且也无法使用无插拔力插座。


数码界的小白


哈哈,我晕,它如果做成圆的,你又会问为什么不做成方的了,它总要有个形状就可以了,你管他方的还是圆的。


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