CPU的製造過程是一個複雜而精確的工藝,主要涉及以下步驟:
原料準備:CPU的起點是一堆沙子,這些沙子實際上是高純度的二氧化矽礦物質。通過融化並去除雜質,可以冶煉出直徑約300毫米、重約100千克、純度為99.9999%的單晶矽晶體。
晶圓製作:將單晶矽晶體切成薄片,得到晶圓。這些晶圓將成為CPU的基本構成部分。
離子注入:通過高能加速器將金屬離子轟擊到矽片表面,形成摻雜的半導體層,這是離子注入的過程。
光刻:在晶圓表面塗上光刻膠,然後通過光刻機將設計好的電路圖案投影到光刻膠上。光刻膠被照射後變得易溶,用化學藥劑洗掉未被保護的金屬層,露出成型的柵極。
電鍍和銅互聯:利用電鍍工藝,將銅覆蓋在源極和漏極表面,形成電晶體的三個導電觸點。完成不同電晶體之間的銅互聯層,CPU電路部分製造完畢。
質量檢測和封裝:對每一個核心進行質量檢測,並將它們從一大塊晶圓上切割開來,去除不合格的個體。然後根據體質決定運行頻率,並封裝到PCB底板上(台式機的CPU還會加上保護蓋),成為我們看到的CPU的樣子。
這一過程需要極高的精度和嚴格的環境控制,以確保CPU的質量和性能。