从“沙子”到14纳米CPU芯片，只需要10个步骤

电脑芯片大家都不陌生，像电脑CPU芯片这样复杂的大家也只知道想要制造出来是一件不简单的事情，例如英特尔和AMD的CPU芯片都是在14纳米的工艺节点上制作完成的，那么纳米代表着什么呢？

其实14纳米的概念就是指芯片上单个晶体管的尺寸，也就是说晶体管的尺寸越小，则单个管芯上可容纳的晶体管就越多，处理器的性能则越大。所以说CPU芯片是世界上科技含量较多的产品之一，制造CPU芯片更是一个复杂而又精确的过程。

下面带大家认识一下CPU芯片是如何从二氧化硅沙粒变成一个完整的CPU。

基本材料二氧化硅沙粒

电脑CPU芯片的过程始于一种称为二氧化硅的沙子（二氧化硅微粒），该沙子由二氧化硅组成。硅是半导体制造的基础材料，在用于制造过程之前必须是纯净的。

制作硅锭

把二氧化硅颗粒熔融成一个硅锭，通常这个柜锭在100千克左右，为了让硅锭达到99.9999％的电子级硅，需要执行多个纯化个过滤的过程之后才可以熔融，并进行下一步。

把硅锭切割为硅晶片

将圆形硅锭切成尽可能薄的薄片，同时保持材料在制造过程中良品率。

然后对硅晶片进行精制和抛光，以便为后续的制造步骤提供最佳的表面。

光刻硅晶片

将一层光致抗蚀剂薄薄地散布在整个晶圆上。

然后，将这一层暴露于紫外线光掩模中，该光掩模的形状就是CPU电路图案。

曝光的光致抗蚀剂变得可溶，并被溶剂冲洗掉。

用离子改变硅晶片导电性能

冲洗掉曝光的光致抗蚀剂，并用离子轰击硅晶片以改变其导电性能。

然后将残留的光刻胶洗掉，露出完整的光刻图案。

蚀刻

使用另一光刻步骤将硬材料图案施加到晶片上。

然后使用化学物质去除不需要的硅，留下薄的硅脊。

此后，将应用更多的光刻步骤，从而创建更多的晶体管结构。

电镀

将绝缘层施加到初步完成的晶体管的表面，并在其中蚀刻三个孔。

接下来，使用一种称为电镀的工艺将铜离子沉积在晶体管的表面，从而在绝缘层的顶部形成一层铜。

把多余的铜被抛光掉，仅在绝缘层孔中留下三个铜沉积物。

分层互连

现在，所有晶体管都以一种架构连接，该架构允许芯片像处理器一样工作。

这些互连的分层和设计非常复杂，单个处理器中可以有30多个金属连接层。

测试与切片

制作好的硅晶片上不只是一个CPU晶体，这是批量生产的，一个硅晶原片上有几十个或者上百个，这就需要测试晶体的良品率了，等待测试完成之后，再把晶片上的单个晶片切割下来，坏的晶片就不需要保留了。

成型模具与基板和散热器一起包装，并采用我们在电脑中常见的CPU芯片外形尺寸。

以上就是制造CPU芯片的原理步骤，其实制造并不是很难，这看似简单的步骤，却运用这很多复杂的高科技设备与技术，即使芯片的设计再出色也需要这些工艺来完成，如果没有，就犹如巧妇难为无米之炊了。

感谢阅读，看完文章你认为我们在制造CPU芯片这方面缺少哪些因素呢？