許多對電腦知識略知一二的朋友大多會知道 CPU 里面最重要的東西就是晶體管了,，提高 CPU 的速度,，最重要的一點(diǎn)說白了就是如何在相同的CPU面積里面放進(jìn)去更加多的晶體管。

由于 CPU 實(shí)在太小,，太精密,，里面組成了數(shù)目相當(dāng)多的晶體管，所以人手是絕對不可能完成的（笑）,，只能夠通過光刻工藝來進(jìn)行加工的,。這就是為什么一塊 CPU 里面為什么可以數(shù)量如此之多的晶體管。

晶體管其實(shí)就是一個雙位的開關(guān)：即開和關(guān),。如果您回憶起基本計算的時代,，那就是一臺計算機(jī)需要進(jìn)行工作的全部。兩種選擇,，開和關(guān),，對于機(jī)器來說即0和1。

那么如何制作一個CPU 呢? 以下我們用英特爾為例子告訴大家。

首先：取出一張利用激光器剛剛從類似干香腸一樣的硅柱上切割下來的硅片,，它的直徑約為 20cm,。除了 CPU 之外，英特爾還可以在每一硅片上制作數(shù)百個微處理器,。每一個微處理器都不足一平方厘米,。 接著就是硅片鍍膜了。相信學(xué)過化學(xué)的朋友都知道硅(Si)這個絕佳的半導(dǎo)體材料,，它可以電腦里面最最重要的元素?。≡诠杵砻嬖黾右粚佑晌覀兊睦吓笥讯趸?SiO2)構(gòu)成的絕緣層,。這是通過 CPU 能夠?qū)щ姷幕A(chǔ),。

其次就輪到光刻膠了，在硅片上面增加了二氧化硅之后,，隨后在其上鍍上一種稱為“光刻膠”的材料,。這種材料在經(jīng)過紫外線照射后會變軟、變粘,。然后就是光刻掩膜,，在我們考慮制造工藝前很久，就早有一非常聰明的美國人在腦子里面設(shè)計出了 CPU,，并且想盡方法使其按他們的設(shè)計意圖工作,。CPU 電路設(shè)計的照相掩膜貼放在光刻膠的上方。照相字后自然要曝光“沖曬”了,，我們將于是將掩膜和硅片曝光于紫外線,。這就象是放大機(jī)中的一張底片。該掩膜允許光線照射到硅片上的某區(qū)域而不能照射到另一區(qū)域,，這就形成了該設(shè)計的潛在映像,。

一切都辦妥了之后，就要到相當(dāng)重要的刻蝕工藝出場了,。我們采用一種溶液將光線照射后完全變軟變粘的光刻膠“塊”除去,，這就露出了其下的二氧化硅。本工藝的最后部分是除去曝露的二氧化硅以及殘余的光刻膠,。對每層電路都要重復(fù)該光刻掩膜和刻蝕工藝,，這得由所生產(chǎn)的 CPU 的復(fù)雜程度來確定。盡管所有這些聽起來象來自“星球大戰(zhàn)”的高科技,，但刻蝕實(shí)際上是一種非常古老的工藝,。幾個世紀(jì)以前，該工藝最初是被藝術(shù)家們用來在紙上,、紡織品上甚至在樹木上創(chuàng)作精彩繪畫的,。在微處理器的生產(chǎn)過程中,，該照相刻蝕工藝可以依照電路圖形刻蝕成導(dǎo)電細(xì)條，其厚度比人的一根頭發(fā)絲還細(xì)許多倍,。

接下來就是摻雜工藝?，F(xiàn)在我們從硅片上已曝露的區(qū)域開始，首先倒入一化學(xué)離子混合液中,。這一工藝改變摻雜區(qū)的導(dǎo)電方式,，使得每個晶體管可以通、斷,、或攜帶數(shù)據(jù),。將此工藝一次又一次地重復(fù)，以制成該 CPU 的許多層,。不同層可通過開啟窗口聯(lián)接起來,。電子以高達(dá) 400MHz 或更高的速度在不同的層面間流上流下，窗口是通過使用掩膜重復(fù)掩膜,、刻蝕步驟開啟的,。窗口開啟后就可以填充他們了。窗口中填充的是種最普通的金屬－鋁,。終于接近尾聲了,，我們把完工的晶體管接入自動測試設(shè)備中，這個設(shè)備每秒可作一萬次檢測,，以確保它能正常工作,。在通過所有的測試后必須將其封入一個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,。

目前，英特爾已經(jīng)量產(chǎn)10nm芯片,，7nm芯片還在研發(fā)之中,。盡管微處理器的基本原料是沙子(提煉硅)，但工廠內(nèi)空氣中的一?；覊m就可能毀掉成千上萬的芯片,。因此生產(chǎn) CPU 的環(huán)境需非常干凈。事實(shí)上,，工廠中生產(chǎn)芯片的超凈化室比醫(yī)院內(nèi)的手術(shù)室還要潔凈1萬倍,。“一級”的超凈化室最為潔凈，每平方英尺只有一?；覊m,。為達(dá)到如此一個無菌的環(huán)境而采用的技術(shù)多令人難以置信。在每一個超凈化室里,，空氣每分鐘要徹底更換一次,。空氣從天花板壓入，從地板吸出,。凈化室內(nèi)部的氣壓稍高于外部氣壓,。這樣，如果凈化室中出現(xiàn)裂縫,，那么內(nèi)部的潔凈空氣也會通過裂縫溜走－防止受污染的空氣流入,。

但這只是事情一半。在芯片制造廠里,，Intel 有上千名員工,。他們都穿著特殊的稱為“兔裝”的工作服。兔裝是由一種特殊的非棉絨,、抗靜電纖維制成的,，它可以防止灰塵、臟物和其它污染損壞生產(chǎn)中的計算機(jī)芯片,。這兔裝有適合每一個人的各種尺寸以及一系列顏色,，甚至于白色。員工可以將兔裝穿在在普通衣服的外面,，但必須經(jīng)過含有 54 個單獨(dú)步驟的嚴(yán)格著裝程序,。而且每一次進(jìn)入和離開超凈化室都必須重復(fù)這個程序。因此,，進(jìn)入凈化室之后就會停留一陣,。在制造車間里，英特爾的技術(shù)專家們切割硅片,，并準(zhǔn)備印刻電路模板等一系列復(fù)雜程序,。這個步驟將硅片變成了一個半導(dǎo)體，它可以象晶體管一樣有打開和關(guān)閉兩種狀態(tài),。

這些打開和關(guān)閉的狀態(tài)對應(yīng)于數(shù)字電碼,。把成千上萬個晶體管集成在英特爾的微處理器上，能表示成千上萬個電碼,，這樣您的電腦就能處理一些非常復(fù)雜的軟件公式了,。

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