从沙子到芯片的艺术,揭秘CPU是怎么制造的

明亮 posted @ 2011年2月10日 22:39 in 【科学综合】 , 2570 阅读
本文发表于:http://fml927.is-programmer.com

    昨天说的聚沙成塔,CPU也就是中央处理器,是由晶圆片切割而成的,晶圆片是一个正圆形的薄硅片,有直径300毫米、120毫米等等不同规格,每块晶圆片上排列着密密麻麻的CPU芯片,需要有激光精密切割下来,封装在与之搭配的电路板上。其实U盘、内存、手机、游戏机……几乎现在所有的高集成度电子产品都带有芯片,精密的电子产品更带有智能芯片,这些芯片的制作工艺与CPU芯片基本大体雷同。现在我们知道了芯片来源于晶圆,那么晶圆是如何完成从沙子到硅锭,再被切片,激光雕刻电路层晶体管到硅片上的呢?通过下面两段视频看一下。

    50年前的今天,时任仙童半导体公司总经理的罗伯特•诺伊斯(Robert Noyce)提交了一份专利申请,宣布可以利用平面制造工艺来生产半导体集成电路,这为全世界的半导体产业带来了革命性的变化。1968年,诺伊斯同戈登•摩尔(Gordon Moore)、安迪•格鲁夫(Andy Grove)一起创立了英特尔公司。英特尔以43年持续不懈的技术创新,深深地影响了全球IT产业的发展进程,极大地改变了人们的工作和生活方式。

为纪念集成电路发明50周年,英特尔以“一粒沙、芯世界”(From Sand to Silicon)为主题,图解英特尔酷睿i7的制炼过程,制作了精美的电子读物与大众分享最先进的制程工艺。通过这套含有38张图片的演示,可以了解在当今英特尔最先进的芯片制造工厂里如何制造一个含有多达7.31亿个晶体管、基于45纳米制程、支持4核8线程运算的英特尔酷睿i7处理器,其背后有着令人惊叹不已的复杂工艺和过程。

英特尔酷睿i7处理器的制作过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

一粒沙 芯世界 图解酷睿i7的制炼过程

50年来集成电路的演进过程,与摩尔定律有着惊人的一致。1965年摩尔第一次预言集成电路上的晶体管数目会以每年翻一番的速度增长;到1975年,考虑到电路板上空间的限制,他修正为集成电路上的晶体管数目将以每两年翻一番的速度增长。摩尔定律指引了半导体行业,也指导了英特尔公司的技术创新——从微米到纳米制程,从4位到64位微处理器,从硅技术、微架构到芯片创新,英特尔不间断地为行业注入新鲜活力,推动技术向前发展。

2007年,英特尔推出45纳米处理器,革命性地采用基于铪的高-k栅介质和金属栅极晶体管材料,这是40年来晶体管材料和工艺的最大革新,将摩尔定律推向又一个新的发展阶段。按照英特尔特有的钟摆模式(Tick-Tock Model),32纳米产品将如期推出,22纳米以及更先进的技术研发进展顺利。集成电路的演进未曾止步,创新永无止境。

一粒沙,芯世界。正如英特尔全新的整合品牌推广活动——“英特尔,与你共创明天”告诉消费者的:硅,作为集成电路的主要成分,成就了数字时代的飞跃发展,而绝大部分以硅为原料的计算机芯片都来自英特尔公司。今天,英特尔架构的产品从至强®、酷睿™到凌动™,广泛应用于从高性能计算、互联网数据中心、企业服务器,到台式机、笔记本、上网本中,并正在扩展到消费电子、嵌入式、手持设备等领域。

将我们的世界纳入恢弘无际的网络,借助PC、手机和其他终端,打通人、数据与应用之间的屏障,构建出一个不同于过往无数世纪的数字地球——这便是集成电路诞生50年以来人类所取得的成就。而英特尔不仅是集成电路历史的书写者,更是将明天的梦想变成现实的创造者。与创新者同行,未来如此令人期待!

制造一颗英特尔酷睿i7处理器,当然不会像创造一个世界那样的困难,但正如“图解”所展现的,这是一次奇妙的旅程,是一组沙变成一颗能够创造美好数字世界芯片的过程,而这个过程能让我们的世界变得更具节奏感Click Here

下面是以上分解过程的高清晰图片,分为32纳米版和45纳米版,点击原图可放大。

 

  • 无匹配
  • 无匹配
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krfantasy 说:
2011年2月11日 10:25

听说芯片加工厂房里比重症监护室还要干净

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明亮 说:
2011年2月13日 04:02

@krfantasy: 必须的...


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