CPU的生產(chǎn)流程

1,、硅提純

生產(chǎn)CPU等芯片的材料是半導體,，現(xiàn)階段主要的材料是硅Si，這是一種非金屬元素,，從化學的角度來看,，由于它處于元素周期表中金屬元素區(qū)與非金屬元素區(qū)的交界處，所以具有半導體的性質(zhì),，適合于制造各種微小的晶體管,，是目前最適宜于制造現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的材料之一。

在硅提純的過程中,，原材料硅將被熔化,，并放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種,，以便硅晶體圍著這顆晶種生長,，直到形成一個幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是200毫米,，而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產(chǎn),。

2、切割晶圓

硅錠造出來了,，并被整型成一個完美的圓柱體,，接下來將被切割成片狀，稱為晶圓,。晶圓才被真正用于CPU的制造,。所謂的“切割晶圓”也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規(guī)格的硅晶片，并將其劃分成多個細小的區(qū)域,，每個區(qū)域都將成為一個CPU的內(nèi)核(Die),。一般來說，晶圓切得越薄,，相同量的硅材料能夠制造的CPU成品就越多。

3,、影印

在經(jīng)過熱處理得到的硅氧化物層上面涂敷一種光阻(Photoresist)物質(zhì),，紫外線通過印制著CPU復雜電路結(jié)構(gòu)圖樣的模板照射硅基片,，被紫外線照射的地方光阻物質(zhì)溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區(qū)域也受到光的干擾,，必須制作遮罩來遮蔽這些區(qū)域,。這是個相當復雜的過程，每一個遮罩的復雜程度得用10GB數(shù)據(jù)來描述,。

4,、蝕刻

這是CPU生產(chǎn)過程中重要操作，也是 CPU工業(yè)中的重頭技術(shù),。蝕刻技術(shù)把對光的應用推向了極限,。蝕刻使用的是波長很短的紫外光并配合很大的鏡頭。短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上,，使之曝光,。接下來停止光照并移除遮罩，使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜,，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅,。

然后，曝光的硅將被原子轟擊,，使得暴露的硅基片局部摻雜,，從而改變這些區(qū)域的導電狀態(tài)，以制造出N井或P井,，結(jié)合上面制造的基片,，CPU的門電路就完成了。

5,、重復,、分層

為加工新的一層電路，再次生長硅氧化物,，然后沉積一層多晶硅,，涂敷光阻物質(zhì)，重復影印,、蝕刻過程,，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結(jié)構(gòu)。重復多遍,，形成一個3D的結(jié)構(gòu),，這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體,。Intel的Pentium 4處理器有7層,，而AMD的Athlon 64則達到了9層。層數(shù)決定于設(shè)計時CPU的布局，以及通過的電流大小,。

6,、封裝

這時的CPU是一塊塊晶圓，它還不能直接被用戶使用,，必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中,，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結(jié)構(gòu)各有不同,，但越高級的CPU封裝也越復雜,，新的封裝往往能帶來芯片電氣性能和穩(wěn)定性的提升，并能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎(chǔ),。

7,、多次測試

測試是一個CPU制造的重要環(huán)節(jié)，也是一塊CPU出廠前必要的考驗,。這一步將測試晶圓的電氣性能,，以檢查是否出了什么差錯，以及這些差錯出現(xiàn)在哪個步驟（如果可能的話）,。接下來,，晶圓上的每個CPU核心都將被分開測試。

由于SRAM（靜態(tài)隨機存儲器,，CPU中緩存的基本組成）結(jié)構(gòu)復雜,、密度高，所以緩存是CPU中容易出問題的部分,，對緩存的測試也是CPU測試中的重要部分,。

每塊CPU將被進行完全測試，以檢驗其全部功能,。某些CPU能夠在較高的頻率下運行,，所以被標上了較高的頻率；而有些CPU因為種種原因運行頻率較低,，所以被標上了較低的頻率,。最后，個別CPU可能存在某些功能上的缺陷,，如果問題出在緩存上,，制造商仍然可以屏蔽掉它的部分緩存,，這意味著這塊CPU依然能夠出售，只是它可能是Celeron等低端產(chǎn)品,。

當CPU被放進包裝盒之前,，一般還要進行最后一次測試，以確保之前的工作準確無誤,。根據(jù)前面確定的最高運行頻率和緩存的不同,，它們被放進不同的包裝，銷往世界各地,。

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