沙子變“黃金”! 圖示揭秘CPU制造全過程
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,并填充銅,以便和其它晶體管互連。
電鍍:在晶圓上電鍍一層硫酸銅,將銅離子沉淀到晶體管上。銅離子會從正極(陽極)走向負極(陰極)。
銅層:電鍍完成后,銅離子沉積在晶圓表面,形成一個薄薄的銅層。
拋光:將多余的銅拋光掉,也就是磨光晶圓表面。
金屬層:晶體管級別,六個晶體管的組合,大約500納米。在不同晶體管之間形成復合互連金屬層,具體布局取決于相應處理器所需要的不同功能性。芯片表面看起來異常平滑,但事實上可能包含20多層復雜的電路,放大之后可以看到極其復雜的電路網絡,形如未來派的多層高速公路系統。
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。
CPU制造:第九階段圖文直播:
單個內核:內核級別。從晶圓上切割下來的單個內核,這里展示的是Core i7的核心。
封裝:封裝級別,20毫米/1英寸。襯底(基片)、內核、散熱片堆疊在一起,就形成了我們看到的處理器的樣子。襯底(綠色)相當于一個底座,并為處理器內核提供電氣與機械界面,便于與PC系統的其它部分交互。散熱片(銀色)就是負責內核散熱的了。
處理器:至此就得到完整的處理器了(這里是一顆Core i7)。這種在世界上最干凈的房間里制造出來的最復雜的產品實際上是經過數百個步驟得來的,這里只是展示了其中的一些關鍵步驟。
CPU制造:第十階段圖文直播:
等級測試:最后一次測試,可以鑒別出每一顆處理器的關鍵特性,比如最高頻率、功耗、發熱量等,并決定處理器的等級,比如適合做成最高端的Core i7-975 Extreme,還是低端型號Core i7-920。
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:制造、測試完畢的處理器要么批量交付給OEM廠商,要么放在包裝盒里進入零售市場。這里還是以Core i7為例。
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