CPU的制作过程

时间：2016-6-14

  CPU是计算机的大脑,是电脑中的运算核心和控制核心,其功能主要是解释电脑指令,以及去处和处理电脑软件中的数据信息,它的作用相信大家都知道,但是它是如何制造出来的呢?
  CPU主要是由半导体和硅及一些金属和化学原料制造而成的,CPU的制作大致经历了提纯硅材料,切割晶圆,光蚀刻,重复分层,封闭,测试等步骤.
1.硅提纯
  生产CPU所使用的硅要求纯度很高,几乎不能有杂质,而且它还得被转化成硅晶体,在生产硅晶体时首先将硅提纯,制成原料硅,然后将原料硅放进一个巨大的石英熔炉中熔化,这时向熔炉里放入一颗品种,硅晶体便转着品种生长,直到形成一个几近完善的单晶硅棒,以往的硅棒的直径大都是200mm.
2.切割晶圆
  接下来用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片,此硅晶片称为晶圆,晶圆才能被真正用于CPU的制造,将切割下的硅晶划分成多个细小的区域,每个区域都将成为一个CPU的内核.最后,晶圆将被磨光,并检查是否有变形或者其他问题.
3.光蚀刻
  其过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕,由此改变这个材料的化学特性,光蚀刻技术对于所用光的波长要求极为严格,需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜,紫外线通过印刷着芯片的复杂电路结构图样的模板照射硅晶片,被紫外线照射的地方光阻物质溶解.
4.重复,分层
  为加工新的一层电路,再次生长硅氧化物,然后沉积一层多晶硅,涂上光阻物质,重复影印,蚀刻过程,得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构,重复多遍,形成一个3D的结构,这就是最终的CPU核心,每几层中间都要填上金属作为导体.
5.测试
   这一步主要是测试晶圆的电气性能,以检查是否有什么差错,接下来,晶圆上的每个CPU核心都将被分开测试,通过测试的晶圆将被切分成若干单独的CPU核心.
6.封装
  封装就是将加工后的CPU晶圆封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,这样它就可以很容易被装在一块电路板上了,经过测试的CPU晶圆核心会被封装,并在CPU核心上安装一块集成散热反变形片.
7.多次测试
  测试是一个CPU制造的重要环节,也是一块CPU出厂前必要的考验,每块CPU将经过完全测试,以检验其全部功能,某些CPU能够在较高的频率下运行,所以被标上了较高的频率;而有些CPU因为各种原因运行频率较低,所以被标上了较低的频率;还有一些CPU可能存在某些功能上的缺陷,如果问题出在缓存上,将被屏蔽掉它的部分缓存.作为低档次的CPU售出.