CPU——中央处理器，世界上单位体积集成度最大的集成电路核心，也是唯一无法山寨的物品。CPU的制造过程代表了当今世界科技发展的最高水平。
处理器的制造过程可以大致分为选取原料沙子(石英)、提纯成硅锭、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、包装上市等基本步骤。
硅熔炼成硅锭：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。
单晶硅锭呈圆柱形，重约100千克，硅纯度达99.9999%。然后将硅锭横向切割成圆形的单个硅片——晶圆(Wafer)。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕。
对晶圆进行光刻胶(Photo Resist)，在晶圆旋转过程中浇上蓝色的的光刻胶液体，晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、平。
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。
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当于开关，控制着电流的方向。晶体管及其微小，一个针头上就能放下大约3000万个。
溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。然后光刻，并洗掉曝光的部分。
离子注入：在真空系统中，用经过加速，并掺杂原子的离子照射固体材料，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。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。
离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已注入了不同的原子。这时候的绿色和之前已经有所不同。
至此，晶体管的制造已经基本完成。然后在绝缘层(红色部分)上蚀刻出三个孔洞，并填充上铜，以便和其它晶体管互连。
电镀铜层：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。电镀完成后，沉积在晶圆表面的铜离子形成一个薄薄的铜层。
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。
磨光后的晶圆表面下显露出金属层，铜离子金属层属于晶体管级别，大约500纳米。金属层在不同晶体管之间形成复合互连金属层，尽管芯片表面看起来异常平滑，但事实上包含20多层复杂的电路，形如未来世界的多层高速公路系统。
进行晶圆测试：使用参考电路图案和每一块芯片进行功能性测试，然后丢弃瑕疵内核。
将晶圆切割成块，尺寸300毫米/12英寸，每一块就是一个处理器的内核(Die)。
图为Core i7的核心。
封装CPU：将衬底(基片针脚)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。封装级别，20毫米/1英寸。
最后一次等级测试：可以鉴别出每一颗处理器的关键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器的等级。
— END —
本文图文摘选自网络，作者如接洽版权问题，烦请联系（13699204203），谢谢！
《中国科技信息》杂志公众号推出“科创百人”封面人物，报道对科技创新与科技转化做出显著贡献企业创新家、发明家、科研工作者、投资家，传播他们的个人事迹或品牌故事，引起社会广泛关注，营造科技创新氛围，塑造科技领军人物。
人物推荐、咨询合作事宜请联系
电话：13699204203或微信id：liangdianshenghuo
1元精品微课推荐
《生态品牌6字诀》
点击识别下图中二维码，直接进入课程在线聆听
长按二维码，关注我们！
《中国科技信息》杂志社 主管单位：中国科学技术协会 主办单位：中国科技新闻学会 国内统一刊号：CN11-2739/N 邮发代号：82-415 在线投稿平台：www.cnkjxx.com 投稿电话：010-68003056/57/58
投稿、寻求报道、内容合作，请联系微信：liangdianshenghuo
杂志收录情况：
《中国知网》
《中国期刊核心期刊（遴选）数据库》
《中国学术期刊综合评价数据库（CAJCED）统计源期刊》《中国期刊全文数据库（CJFD）》
《中国科协、中国图书馆学会（解读科学发展观推荐书目）》
