从沙子到芯片：且看处理器是怎样炼成的

CPU制造技术 从沙子到芯片：且看处理器是怎样炼成的 中央处理器（CPU）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。然而，也有人认为处理器这东西没什么技术含量，不过是一堆沙子的聚合而已。但是，Intel 公司今天就公布了大量图文资料，详细展示了从沙子到芯片的全过程。 沙子 硅是地球表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 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。 单晶硅锭 整体基本呈圆柱形，重约 100 千克，硅纯度 99.9999%。 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）。 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 公司并不生产这种晶圆，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。 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 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。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。 蚀刻 使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。 清除光刻胶 蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好的电路图案。 离子注入（Ion Implantation） 在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射（注入）固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。 清除光刻胶 离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域（绿色部分）也已掺杂，注入了不同的原子。 金属沉积 在晶圆上沉积金属层，以连接电路图案。 互连 将多个晶体管连接起来，形成复杂的电路图案。 晶圆测试与切割 对晶圆进行测试和切割，挑选出合格的晶圆。 核心封装 将晶圆封装成 CPU。 等级测试 对 CPU 进行等级测试。 包装上市 最终将 CPU 包装上市。 整个 CPU 制造过程可以大致分为沙子原料、硅锭、晶圆、光刻、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，每一步里边又包含更多细致的过程。