如何制作一個微處理器呢?
微處理器是通過光刻工藝進行加工的,因此微處理器可以擁有20多層的晶體管。晶體管其實就是一個雙位的開關:即開和關。開和關,對于機器來說即0和1。那么,如何制作一個微處理器呢?
首先需要一張利用激光器剛剛從硅柱上切割下來的硅片,它的直徑約為20厘米。每一張硅片可以制作數百個微處理器。每一個微處理器不足1平方厘米。
下一步,在硅片上鍍膜,也就是增加一層二氧化硅構成的絕緣層。隨后,再鍍上一種稱為“光刻膠”的材料。這種材料在經過紫外線照射后會變軟、變粘。再把微處理器電路設計的照相掩模貼放在光刻膠的上方。
重要的一步是曝光。將掩模和硅片用紫外線曝光,掩模的作用是允許光線照射到硅片上的某區域而不能照射到掩蓋住的區域,然后,用一種溶液將光線照射后完全變軟變粘的光刻膠區域除去,這就露出了其下面的二氧化硅。
最后,除去暴露的二氧化硅以及殘余的光刻膠。電路的基本形式大功告成。
接著,硅片用一種化學離子混合液進行處理。這樣,被處理的區域的導電方式就改變了,使每個晶體管可以通、斷或攜帶數據。這個工藝一次又一次地重復,就制成該微處理器的許多層。不同層可以聯接起來。
然后,把這個半成品接入自動測試設備中,進行每秒高達1萬次的檢測,確保它能正常工作。在通過所有的測試后再將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中,然后,制作出來的芯片就可以很容易地裝在一塊電路板上了。
看起來,這個過程似乎花不了那么多錢,那么,微處理器為什么還是價格很高呢。這主要是工藝中要使用無菌防塵技術的問題。
生產微處理器的環境要非常干凈。相比之下,工廠中生產芯片的超凈化室比醫院的手術室要潔凈1萬倍。“一級”的超凈化室最為潔凈,每平方英尺只允許有一粒 灰塵。讓人咋舌。達到如此一個無菌的環境當然要采取許多特殊措施,例如,空氣每分鐘要徹底更換一次。工作人員穿著特殊的稱為“兔裝”的工作服,穿著時必須 經過含有54個單獨步驟的嚴格著裝程序。
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