CPU是怎么被制造出來的?CPU制作全過程(下)

本文中，小編將對(duì)CPU制造過程予以介紹，如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí)，或者想要增進(jìn)對(duì)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(duì)光的應(yīng)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(xué)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(dǎo)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(shí)間越長，(或者使用老式的左右搖擺蝕刻機(jī))側(cè)蝕越嚴(yán)重。側(cè)蝕嚴(yán)重影響印制導(dǎo)線的精度，嚴(yán)重側(cè)蝕將使制作精細(xì)導(dǎo)線成為不可能。當(dāng)側(cè)蝕和突沿降低時(shí)，蝕刻系數(shù)就升高，高的蝕刻系數(shù)表示有保持細(xì)導(dǎo)線的能力，使蝕刻后的導(dǎo)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(huì)造成導(dǎo)線短路。因?yàn)橥谎厝菀讛嗔严聛恚趯?dǎo)線的兩點(diǎn)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(dá)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(bǔ)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(duì)各種溶液參數(shù)能自動(dòng)控制的工藝和設(shè)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(dòng))等來實(shí)現(xiàn)。

二、重復(fù)、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(fù)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(fù)多遍，形成一個(gè) 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(dǎo)體。 Intel 的 PenTIum 4 處理器有 7 層，而 AMD 的 Athlon 64 則達(dá)到了 9 層。層數(shù)決定于設(shè)計(jì)時(shí) CPU 的布局，以及通過的電流大小。

三、封裝

這時(shí)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(gè)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(jí)的 CPU 封裝也越復(fù)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(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ)。

四、多次測試

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

由于 SRAM (靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器， CPU 中緩存的基本組成)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、密度高，所以緩存是 CPU 中容易出問題的部分，對(duì)緩存的測試也是 CPU 測試中的重要部分。

每塊 CPU 將被進(jìn)行完全測試，以檢驗(yàn)其全部功能。某些 CPU 能夠在較高的頻率下運(yùn)行，所以被標(biāo)上了較高的頻率;而有些 CPU 因?yàn)榉N種原因運(yùn)行頻率較低，所以被標(biāo)上了較低的頻率。最后，個(gè)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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