CPU制造工艺流程

1、CPU 最初来至于沙子

2、因为沙子中沙含有25%的硅，是地壳中第二多元素，尤其是石英中二氧化硅的含量非常高，这就是制造半导体的硅的基础。

3、沙子经过融化后，将其中的硅进行分离，再经过多个步骤进行提纯，以最终达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。

4、一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为100千克，硅的纯度达到了99.9999%。

5、铸好锭后的单晶体，将进入切割阶段，将整个锭切成一片一片的圆盘，也就是我们俗称的晶圆，这样求切割出来的是非常薄的，锭的直径要根据对晶圆的需求来制定。

6、切割完成后，晶圆就要进行抛光，直至表面如镜面一样光滑，Intel并不生产自己的锭和硅片，而是由第三方公司购买可随时投入生产的晶圆，以减少成本。

7、上图中的蓝色液体，这是类似胶片拍照时的光阻剂（原理类似），晶圆不停旋转，以使其将液体均匀涂抹在晶圆上，并且涂层也是非常薄的。晶圆在此步骤进行旋转，以使涂层均匀分布。

8、光刻阶段：在这一阶段，晶圆完成暴露于紫外线下，以此来使涂抹在上面的薄膜材料发生化学反应，就像照相时按下快门，影像就印在胶片上，这也是运用了相似的原理，紫外线通过上面有设计好的各种电路，照射后这些电路就会像照片一样被印在晶圆上。

9、图中为单一晶体管，晶体管作为开关控制一个计算机芯片内电流的流动。一个枕头大小的部分可以放30万个左右的晶体管。

10、在晶体管暴露在紫外线下后，光阻剂完全溶解，先试试吸附在晶体管上的面膜。

11、光阻层覆盖的地方被保护起来不能被雕刻，而暴露的部分是可以的，也就是说需要在暴露的地方进行雕刻，就像阳光只能透过窗户打开的部位照射进来一样。

12、雕刻后去掉光阻层，这时晶体管的形状就可见了。

13、接着再重新涂上蓝色的光阻剂并再次进行紫外线照射，进入下一步以前光阻层需要被洗刷，也叫做离子掺杂，这一过程就是让离子微粒接触到晶圆，从而使硅改变其化学性质。

14、接下来要进行离子注入，也就是用离子机轰击暴露地区的硅片，用离子撞击植入硅片的方式来改变这些地区硅的导电性，离子需要非常高速的撞击到晶圆表面上，通过电场加速后的离子速度可以达到每小时30万公里。

15、当离子注入后，光阻层将被移除，绿色部分的材料会掺入晚来的原子。

16、这时晶体管是接近完成，晶体管洋红色表面是保温层，上面有三个洞，这三个洞将用来填补铜，以便连接到其他晶体管。

17、在晶圆放入硫酸铜溶液这个阶段，铜离子的沉积到晶体管，这个过程被称为电镀。游离的铜离子分别到晶圆的阳极与阴极。

18、之后，铜离子作为铜箔曾附着在晶圆表面。

19、多余的材料是被抛光掉，留下了非常薄的一层铜。

20、多金属层是建立各种晶体管的互连，虽然电脑芯片看起来十分平坦，但实际上可能有超过20层，形成复杂的电路。如果你放大一个芯片，你会看到一个复杂的电路网络线和晶体管，看起来像一个未来的、多层次的公路系统。

21、在这部分准备将晶圆建立第一个功能测试，在这个阶段的测试模式中输入每个单芯片，并监测比较芯片的反应，从而得到“正确的答案”(反馈的正确信息)。

22、经测试后，测试良好的晶圆的部分将被确定作为处理器单元，然后将晶圆切割成很多小片。

23、筛选核心的过程就是模具向晶圆进行测试看回馈的是否是“正确答案”（应该是某种测试参数），如果是，将继续下一步，不合格的核心将被被丢弃。

24、这是一个被分离出来的的核心，由上一道工序切割而成，上图显示的是IntelCorei7处理器的核心。

25、绿色PCB板、模具（切割加工好的晶圆）以及散热片放在一起形成一个完成的处理器，绿色基板（类似PCB）建立了处理器的电气和机械接口，其他电脑系统互联，银色的是散热片，也就是我们常见的处理器外面的金属壳，在处理器运行过程中提供散热支持。

26、微处理器是尖端科技，几乎被几大巨头所垄断并至今被国外封锁。

27、在最后要测试处理器，将检验他们的主要性能。

28、基于测试的结果，将具有相同的能力的处理器归属一类，这一过程被称为“分块”过程，分级确定了处理器的最高工作频率，根据稳定性等规格制定价格。

29、生产和测试的处理器，要么分成散装销往系统制造商，要么分成盒装在零售商店出售。

来源：半导体设备资讯站

赵工

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