コンピューター チップ (CPU) の製造方法

O チップ ou processador コンピューターを含むあらゆる電子機器の「心臓部」と見なされています。 通常、最大プロセッサ速度、ビジネス モデル、その他のテクノロジなど、このコンポーネントに関する重要な情報しか知りません。 ただし、消費者に届くまでには、厳密で複雑な製造プロセスに直面する必要があります。

あなたに詳細を説明するために、 showmetech によって招待されました インテル に会うために FAB28キリヤット ガットにある同社の主要拠点の XNUMX つである、 イスラエル. 次に、コンピュータ チップを構築するために必要な手順を示します。

回路図

コンピュータチップを製造する最初のステップは、回路図を作成することです。 設計者とエンジニアは、CPU 内の各ピースの位置を決定する一種の図面を作成します。これは、キャッシュ メモリの量、メモリ レベル、周波数、およびその他の詳細を決定するために非常に重要です。

このタスクを達成するには、関係者は、どの既存のコンポーネント/テクノロジーを使用して、機能的で実行可能な製造の青写真を生成できるかについての高度な知識を持っている必要があります。 さらに、数か月後には出荷されない可能性があるため、エンジニアは事前に CPU の設計を十分に計画する必要があります。

原材料

CPUの原材料が エリアア? コンピューター チップを製造するための重要な要素であるシリコンが 25% 含まれているため、インテリジェント コンポーネントになるまでにいくつかのプロセスを経る前に、この材料はメーカーによって収集されます。

などの他の要素を使用できる限り ガリウム、たとえば、ほとんどの企業は、地球上に砂が豊富にあるため、低コストで入手しやすいため、この化学成分を選択しています。

精製

砂からシリコンを抽出した後、最高の品質に到達し、製造中の問題を回避するために、可能な限り精製する必要があります。 このプロセスの重要性を理解するには、純度レベルが 99,9999999% である必要があります。 つまり、1 億個の原子のうち、シリコンでできていないのは XNUMX 個だけです。

精製は一種のオーブンを使用して行われ、要素を高温にさらして不純物を除去し、最も純粋な形に保ちます。 その後、冷却して平均重量100kgの円筒形（インゴットと呼ばれる）に成形します。

ウエハース

シリコンインゴットは重く、このフォーマットでは役に立ちません。 したがって、メーカーはスライスにカットして、として知られる小さなディスクを取得する必要があります。 ウエハー. レイヤーのサイズは、メーカーのニーズに応じて変更されます。 ザ Intel、 例えば、直径30cmのパターンを採用。

カット後、これらのスライスは特別な研磨といくつかの化学処理を受けて、次のステップの準備が整います. この瞬間から、ほこりの粒子やその他の残留物が身体に到達するのを防ぐために、環境を完全に消毒する必要があります。 ウエハー.

「クリーンルーム」として知られるチップ製造のラボは、手術室の最大 10 倍クリーンです。 従業員と訪問者は、部品の汚染を避けるために、手袋、マスク、ゴーグル、足の保護具などを含む特別なスーツを着用する必要があります。

フォトリソグラフィー

を確認した後、 ウエハー 正当に「純粋」である場合、企業は次のプロセスを開始します。 フォトリソグラフィー. このステップでは、ディスクに耐光性材料が塗布され、紫外線が当たると回路図が部品に転写されます。

これは次のように機能します。光は、レンズ内の図面を反映する回路の「マップ」を通過します。 これが完了すると、同じレンズがダイアグラムのサイズを縮小し、縮尺が完全に縮小され、メーカーが選択したサイズに到達します。

最後に、反射光が記録されます。 ウエハー エクスポートされた部品は可鍛性になり、特定の流体を使用して除去して、トランジスタ用の小さな溝を生成できます。 「マスキング」と呼ばれるこのエッチングプロセスにより、チップに形状と機能が与えられます。

次のステップは、トランジスタの電気特性を入力することです。 シリコンの半導電性のおかげで、企業は元素の導電率を変更して原子を変更し、それらをシリコンの構造に挿入することができます。 ウエハー. これらの原子は、最初はランダムに配置されていますが、高温にさらされると、ディスク構造内で固定された位置を採用し始めます。

銅

銅が添加される前に ウエハー、短絡を防ぐために薄い保護層が適用されます。 次に、この材料を挿入して部品の空隙を埋め、何十億ものトランジスタを相互接続することで、高速で正確な通信を保証します。

製造プロセス全体を通して、高品質の顕微鏡またはコンピューター化されたシステムを使用して各ステップを分析する専門チームがいることに注意してください。 このようにして、トランジスタの構造をチェックして、欠陥がないことを確認することができます。

マトリズ

チップ製造の最終ステップは、チップの背面にコンタクトを挿入することです。 ウエハー と呼ばれる小さなチャンクに分割します。 行列、テストされた後、最終的な切断プロセスを経て、個々のチップユニットが生成されます。

ただし、これらのコンポーネントは正確には CPU ではなく、単なる CPU です。 死ぬ、と呼ばれる金属ベースに「接着」する必要があります 基板. チップの下部にある部品は、内部回路をマザーボードのコンポーネントと相互接続する役割を果たします。 上部には、熱を放散する金属製のアイテムがもう XNUMX つあります。たとえば、モデルやメーカーの名前を刻印する「看板」としても使用できます。

組み立てプロセス全体の後、機能と品質を保証するためにチップがテストされます。 すべてが期待どおりに進む場合、それらはメーカーのパートナー企業に送られ、すぐに新しいハードウェアを備えたコンピューターが消費者に提供されます。

以下も参照してください。

プロセッサはコンピューティングにおいて最も重要なコンポーネントであるため、.

Fontesは： 歴史 - コンピュータ, Computerworldの, マイブロードバンド.