芯片上有成千上万个晶体管，是怎么安上去的？

芯片里的晶体管用万的单位来统计是不够的，至少要用亿来统计，像一个7纳米的芯片边长差不多就1.5厘米，要在体积那么小的芯片里放入几十亿的晶体管，必须要用到特殊的技术和工艺。

芯片虽然体积小，但内部结构是错综复杂的微电路。通过X射线观看芯片内部结构，可以看到有很多层级，上下交错层叠大概有10层，每一层都有晶体管，通过导线相互连接。在生产的过程中，先完成第一层再向上递进，就和盖楼差不多。

鳍式场效晶体管技术是一种新型的半导体晶体管，这种晶体管和鱼鳍很像，已经达到了9奈米，是头发丝的万分之一。如果是传统的晶体管，电流经过闸门时只能管控一边的电路，属于平面结构的类型，而鳍式场效晶体管实现了3D结构，电流可以实现双向控制。

光刻机的紫外线要从原来的193nm提升到13.5nm，那就要使用最先进的EUV光刻设备进行光刻。 完成后就要用化学物质蚀刻掉多作余的硅体，通过感光产生二氧化硅这种物质，再加入多晶硅基本就可以形成门电路，建立各个晶体管之前的连接。通过这种 *** 作方式，一次可以注入大约3000万个晶体管。

芯片的体积和功耗要求越来越高，对于半导体晶体管来说，要不断突破现有技术，做到更精细，才能满足芯片的要求，人类也在不断创造着晶体管的技术极限。

我们的手机和电脑里都是安装了各种类型的芯片，芯片本身是由数以亿计的晶体管组成的，而芯片是在硅晶圆的基础上一步一步制造出来的，而且这个过程非常复杂，涉及到光刻、离子注入、蚀刻、曝光等一系列步骤，由于芯片对硅晶圆的纯度和光刻精度要求非常高，所以这都需要各类高端高精尖的设备才能进行，如果有杂质和误差问题，那么芯片也就无法正常工作。

所以说芯片当中数以亿计的晶体管都是在硅晶圆上用光刻机光刻或者蚀刻上去的，之后还要以类似的方法做上相应的电路和连线，从而才能保证晶体管的正常通电工作。当然，为了保证晶体管布局的准确无误，在芯片制造之前就必须把图纸或者电子图设计好，这往往需要相当长的时间，也需要经过多次验证和试产阶段，只有准确无误的将复杂无比的电路给到一颗颗晶体管上面，并且能保证正常工作才可以开始投产制造。

虽说半导体芯片的制造工艺不断升级，但是晶体管本身的大小并没有明显变化，在大约10多年以前，晶体管大都是以2D平面式布局在芯片当中，但是自从2011年英特尔推出3D晶体管层叠结构以来，晶体管便能以层级堆叠的形式排列起来，这样就大大增加了晶体管密度，同时借助更先进的制造工艺，晶体管之间的间距也变得更小，这样在同样大小的芯片中才能获得更高的性能或更低的功耗，半导体芯片这么多年也都是按照这样的理念发展的。

具我所知是光刻或蚀刻上去的，并非安装上去的，直接在硅片上刻，比如2极管，刻个2个长方形硅，中间在添加点硼或其它材料变成一个pN结，然后许许多的这样的二极三极管连起来组成逻辑运算单元，如非门、与门，与非门等，然后很多很多逻辑单元在组合成有各种功能的单元。总之对工艺要求很高，各元器件都是纳米极的。

目前已经发布的情况，Intel目前规模最大的单一芯片处理器，Ivy Bridge-EP的XEON E7 v2，22纳米制程，10核心20线程，25MB的L3缓存，晶体管规模26亿，顺便一提，nVIDIA的旗舰GTX Titan的晶体管规模达到了71亿。根据拍明芯城统计桌面级处理器(不是手机的SOC)一般是9～18亿个以及更多的晶体管晶体管是处理器的基础，可以说，在同架构的情况下，晶体管越多，处理器性能越强劲(功耗和发热量也就更大)打个比方，处理器完成一次运算在微观角度来看是个大工程，晶体管就是工程人员，人手很多，完成速度也就越快(这只是一个简单的比喻，因为要更快的完成这个大工程，需要各方面的工具都很好，工程人员手脚也要利落“缓存大，频率高 等等”另外施工方案要靠谱“架构要好”工程人员有良好的降压和休息措施“散热好” 等等等等)反正晶体管越多越好首先需要了解分立式晶体管是怎么样的结构。分立式晶体管其实就是内部一个小半导体晶片，然后微焊接上导线，最后引出再加上外壳导线完成的，晶体管的实际部分是非常微小的半导体晶片。类似的，电子芯片内核心的也是一块半导体晶圆，通过半导体蚀刻工艺在晶圆上生成众多的晶体管单位，然后再通过微点焊金丝的方式将各个引脚电路引出至芯片封装的管脚，而后封装起来。现在很多CPU或者显卡所说的某某纳米工艺其实就是指的在这里的蚀刻精度，精度越高集成程度也就可以做到越高。

一个芯片上有六十多亿晶体管，确实是有这么多，但不只是二极管，还有其它类型的晶体管。

芯片上除了二极管还有三极管和MOS管，其中MOS管应用最广泛

芯片的集成电路不管是数字还是模拟，每一层都是由晶体管构成的，复杂的集成电路就是依靠晶体管实现导通连接。双极特征的晶体管称为三极管，用来连接电容、电阻、起到信号放大的作用。后来出现了新型金属氧化物半导体晶体管，简称MOS管，稳定的特性和超低的功耗在IC领域被广泛使用，除了模拟电路中还有用到三极管外，现在集成电路都是用MOS管，它可以代替三级管更加灵活的连接更多的电路，功耗还要低。

晶体管通过复杂的工艺植入到芯片中

要想把晶体管装入到体积很少的芯片，是非常复杂的工艺，首先是清洗硅晶圆的表面，投上一层胶水，用光刻紫外线透过蒙板照射，刻出想要的图案，离子注入晶体效应管，然后经过干蚀刻、湿蚀刻、热处理等流程将晶体管植入在指定的线路图，形成门电路。

芯片里面的晶体管分为不同的类型

一个大型的芯片，里面的晶体管展开可以覆盖地球，这么多的晶体管分为不同的类型。系统级的晶体管具有整合的功同能，将电感、电阻、电容相互连通。模块级的晶体管各自负责不同的任务，有的负责电源吗，有的负责通讯。门级晶体管就像门一样允许或阻挡信号传输。

晶体管是半导体重要的零件，制造芯片必须要用到的材料，以后芯片的制程更先进，也会对晶体管的要求越来越高。

你的问题里有个概念错误，芯片里最底层的构成是晶体管而不是二极管，这是两个东西。所有的芯片，不管类型是模拟的还是数字的，不管工艺是16nm还是7nm还是其他，来到硅片层级其实都是一个个晶体管构成的，不同的芯片只是各个晶体管的连接不一样。晶体管有很多种类，二极管只是其中的一种。

华为的麒麟980是采用的7nm工艺，内部大概有68亿个晶体管。不同的工艺，在相同的硅片面积上，可以集成的晶体管数量是不一样的，越先进的工艺可以集成的晶体管越多，但是加工难度也会上升很多。比如从16nm演进到7nm，相同功能的芯片，die面积（硅片大小或者硅片成本）减少50%左右，功耗减小30%，这也是为什么芯片厂家会不停的挑战芯片工艺极限。

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