把一只大象装进冰箱需要三步,那么把一堆沙子放进电脑呢?
当然,这里不是指的沙滩上的沙子,而是用沙子作为原材料制造的芯片。“聚沙成芯”,需要复杂的工艺。
第一步:获取原材料
需要选择合适的沙子作为原材料。虽然普通沙子的主要成分也是二氧化硅(SiO₂),但芯片制造需要极高纯度的二氧化硅。因此,通常会选择石英砂,这种沙子的纯度更高,杂质更少。
第二步:转化原材料
为了从沙子中提炼出极高纯度的硅,需要将沙子和镁粉混合在一起高温加热,通过化学还原反应将二氧化硅还原为纯硅,再通过其它化学工艺进一步提纯,得到纯度高达99.9999999%的电子级硅。
接下来,还需要将电子级硅制成单晶硅,以确保处理器晶体结构的完整性。做法是将高纯度硅加热到熔化状态,插入一个种晶并慢慢旋转提拉,形成圆柱状的单晶硅锭。
最后,用金刚石线锯将单晶硅锭切成极薄的圆片,也就是硅片(Wafer),并对硅片进行抛光处理,使其表面平滑无瑕疵。
第三步:制造流程
硅是计算机处理器的关键组成部分。技术人员使用光刻机等高科技设备,不断重复光刻、蚀刻等步骤,在硅片上制造出一层又一层的电路和器件,像是“盖房子”。每块硅片上会包含成百上千块芯片。
随后,晶圆厂会将做好的硅片送往预处理工厂,由金刚石锯将硅晶圆切割成数千个指甲盖大小的独立矩形,每个矩形都是一块芯片,再由分选机器挑选出合格的芯片,最后由另一台机器把芯片放在卷轴上,送往封装测试工厂。
第四步:成品封装
在封装测试工厂,技术人员会对每块芯片进行最后的测试,以确保它们性能良好,可以投入使用。如果芯片通过测试,它们会被安装在散热片和基板之间,形成一个整体的封装。像是给芯片穿上“防护服”,外部封装可以保护芯片免受损坏、过热和污染。在计算机内部,这种封装可以在芯片和电路板之间形成电气连接。
这样,各种为技术世界提供动力的芯片产品就完成了!
英特尔与制造
今天,通过制造将原材料转化为更有用或更具价值的物品,是全球经济的巨大动力。使用更少的材料或更少的工时生产更多商品,提升工作流程的效率,能够进一步提升产品的价值。随着企业以更快的速度完成更多产品的生产,整个商业链条的利润都会有所增加。
制造是英特尔的核心。
英特尔制造半导体芯片、图形芯片、主板芯片组以及其他计算设备。随着半导体制造变得愈发复杂,英特尔是世界上为数不多的能够同时在内部完成前沿设计与制造的公司。
自1968年以来,英特尔的工程师和科学家们不断克服将越来越多的晶体管集成到越来越小的芯片上的物理难题。要实现这一目标,需要一个庞大的全球团队、领先的工厂基础设施以及强大的供应链生态系统。
英特尔的半导体制造技术每隔几年就会有所发展。正如摩尔定律所预测的那样,每一代产品都会带来更多的功能和更高的性能,提升能效比,单个晶体管的成本也会降低。英特尔在全球拥有多座晶圆厂和封装测试基地,这些设施能够在全球化网络中以极高的灵活性运转。
制造与日常生活
制造对我们的日常生活而言至关重要。我们每天接触、依赖、喜爱和消费的物品都需要制造。
简而言之,如果不把原材料转化为更复杂的物品,就不会有那些正在让生活变得更高效、安全和便利的电子产品、家用电器、交通工具等等。
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