沙子变＂黄金＂! 揭秘CPU制造全过程

　　CPU是计算机的心脏，它是决定计算机性能的最重要的部件。同样CPU也是现代社会飞速运转的动力源泉，在任何电子设备上都可以找到微芯片的身影。不过能完成复杂功能的CPU确是以沙子为原料做成的，不得不惊叹于人类的智慧！Intel公布了大量图文资料，详细展示了从沙子到芯片的全过程，满足你的好奇心。

　　简单地说，处理器的制造过程可以大致分为沙子原料（石英）、硅锭、晶圆、光刻（平版印刷）、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程。

　　下边就图文结合，一步一步看看：

　　沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子（尤其是石英）最多包含25%的硅元素，以二氧化硅（SiO2）的形式存在，这也是半导体制造产业的基础。

　　硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级，下同。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅（EGS），平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭（Ingot）。

　　单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999%。

　　CPU制造：第二阶段图文直播：

　　硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆（Wafer）。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形的了吧？

　　晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子。事实上，Intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企业那里直接购买成品，然后利用自己的生产线进一步加工，比如现在主流的45nm HKMG（高K金属栅极）。值得一提的是，Intel公司创立之初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50毫米。

　　CPU制造：第三阶段图文直播：

　　光刻胶（Photo Resist）：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。

　　光刻一：光刻胶层随后透过掩模（Mask）被曝光在紫外线（UV）之下，变得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预先

　　光刻二：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小，一个针头上就能放下大约3000万个。