從“沙子”到14納米CPU芯片，只需要10個步驟

電腦芯片大家都不陌生，像電腦CPU芯片這樣復(fù)雜的大家也只知道想要制造出來是一件不簡單的事情，例如英特爾和AMD的CPU芯片都是在14納米的工藝節(jié)點上制作完成的，那么納米代表著什么呢？

其實14納米的概念就是指芯片上單個晶體管的尺寸，也就是說晶體管的尺寸越小，則單個管芯上可容納的晶體管就越多，處理器的性能則越大。所以說CPU芯片是世界上科技含量較多的產(chǎn)品之一，制造CPU芯片更是一個復(fù)雜而又精確的過程。

下面帶大家認(rèn)識一下CPU芯片是如何從二氧化硅沙粒變成一個完整的CPU。

基本材料二氧化硅沙粒

電腦CPU芯片的過程始于一種稱為二氧化硅的沙子（二氧化硅微粒），該沙子由二氧化硅組成。硅是半導(dǎo)體制造的基礎(chǔ)材料，在用于制造過程之前必須是純凈的。

制作硅錠

把二氧化硅顆粒熔融成一個硅錠，通常這個柜錠在100千克左右，為了讓硅錠達(dá)到99.9999％的電子級硅，需要執(zhí)行多個純化個過濾的過程之后才可以熔融，并進(jìn)行下一步。

把硅錠切割為硅晶片

將圓形硅錠切成盡可能薄的薄片，同時保持材料在制造過程中良品率。

然后對硅晶片進(jìn)行精制和拋光，以便為后續(xù)的制造步驟提供最佳的表面。

光刻硅晶片

將一層光致抗蝕劑薄薄地散布在整個晶圓上。

然后，將這一層暴露于紫外線光掩模中，該光掩模的形狀就是CPU電路圖案。

曝光的光致抗蝕劑變得可溶，并被溶劑沖洗掉。

用離子改變硅晶片導(dǎo)電性能

沖洗掉曝光的光致抗蝕劑，并用離子轟擊硅晶片以改變其導(dǎo)電性能。

然后將殘留的光刻膠洗掉，露出完整的光刻圖案。

蝕刻

使用另一光刻步驟將硬材料圖案施加到晶片上。

然后使用化學(xué)物質(zhì)去除不需要的硅，留下薄的硅脊。

此后，將應(yīng)用更多的光刻步驟，從而創(chuàng)建更多的晶體管結(jié)構(gòu)。

電鍍

將絕緣層施加到初步完成的晶體管的表面，并在其中蝕刻三個孔。

接下來，使用一種稱為電鍍的工藝將銅離子沉積在晶體管的表面，從而在絕緣層的頂部形成一層銅。

把多余的銅被拋光掉，僅在絕緣層孔中留下三個銅沉積物。

分層互連

現(xiàn)在，所有晶體管都以一種架構(gòu)連接，該架構(gòu)允許芯片像處理器一樣工作。

這些互連的分層和設(shè)計非常復(fù)雜，單個處理器中可以有30多個金屬連接層。

測試與切片

制作好的硅晶片上不只是一個CPU晶體，這是批量生產(chǎn)的，一個硅晶原片上有幾十個或者上百個，這就需要測試晶體的良品率了，等待測試完成之后，再把晶片上的單個晶片切割下來，壞的晶片就不需要保留了。

成型模具與基板和散熱器一起包裝，并采用我們在電腦中常見的CPU芯片外形尺寸。

以上就是制造CPU芯片的原理步驟，其實制造并不是很難，這看似簡單的步驟，卻運(yùn)用這很多復(fù)雜的高科技設(shè)備與技術(shù)，即使芯片的設(shè)計再出色也需要這些工藝來完成，如果沒有，就猶如巧婦難為無米之炊了。

感謝閱讀，看完文章你認(rèn)為我們在制造CPU芯片這方面缺少哪些因素呢？