本文中,小編將對CPU制造過程予以介紹,如果你想對它的詳細情況有所認識,或者想要增進對它的了解程度,不妨請看以下內(nèi)容哦。
一、蝕刻 (Etching)
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。
蝕刻要防止側(cè)蝕產(chǎn)生突沿。通常印制板在蝕刻液中的時間越長,(或者使用老式的左右搖擺蝕刻機)側(cè)蝕越嚴重。側(cè)蝕嚴重影響印制導線的精度,嚴重側(cè)蝕將使制作精細導線成為不可能。當側(cè)蝕和突沿降低時,蝕刻系數(shù)就升高,高的蝕刻系數(shù)表示有保持細導線的能力,使蝕刻后的導線接近原圖尺寸。電鍍蝕刻抗蝕劑無論是錫-鉛合金,錫,錫-鎳合金或鎳,突沿過度都會造成導線短路。因為突沿容易斷裂下來,在導線的兩點之間形成電的橋接。
在連續(xù)的板子蝕刻中,蝕刻速率越一致,越能獲得均勻蝕刻的板子。要達到這一要求,必須保證蝕刻液在蝕刻的全過程始終保持在最佳的蝕刻狀態(tài)。這就要求選擇容易再生和補償,蝕刻速率容易控制的蝕刻液。選用能提供恒定的操作條件和對各種溶液參數(shù)能自動控制的工藝和設備。通過控制溶銅量,PH值,溶液的濃度,溫度,溶液流量的均勻性(噴淋系統(tǒng)或噴嘴以及噴嘴的擺動)等來實現(xiàn)。
二、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)決定于設計時 CPU 的布局,以及通過的電流大小。
三、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。
四、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。
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