chip怎么做(chip的用法)
- 作者: 用户投稿
- 2022年04月12日 21:54:49
编纂：LRS
【新智元异读】想学会本人创造CPU吗？迩来番邦一个小哥手把手熏陶，用19步从石头前抠出一个CPU来，看完你也不妨本人发端做忽米级CPU！
CPU不只是沙子做的，也是石头做的！
半半导体财产顶用的最多的是硅元素，而硅元素在地球上的储量仅次于氧元素，数据表露地球的硅元素含量在28%安排。成绩于硅元素宏大的储量和杰出的半半导体本质，它也就变成了创造集成通路的最特出的原资料。
而戈壁这种能洪量供给沙子的场合天然就变成了优质硅元素的要害根源。
普遍石头前也重要由二氧化硅、碳酸钙形成，以是含有硅元素的石头也不妨被用来做CPU。
迩来番邦一个小哥文案并茂地教你怎样从一块石头发端创造CPU。
开始，咱们要去旷野找一块爱好的石头。
第二步，把石头砸碎。
此刻你就有了纯度为98%的二氧化硅了。
第三步，把二氧化硅提炼到99.9%。
暂时重要的提炼本领是将二氧化硅与主焦煤置于1600-1800℃的情况中，将二氧化硅恢复成纯度为98%安排的冶金级单质硅，紧接着运用氯化氢连接提炼出99.99%的多晶硅。
固然此时的硅纯度仍旧很高，然而其里面凌乱的晶体构造并不符合半半导体的创造，还须要过程进一步提炼、产生恒定普遍样式的单晶硅。
第四步，连接提炼，直到赢得99.9999999%多晶硅非金属（polysilicon metal）。
第六步，把多晶硅锭放入坩埚中。
第六步，将硅片加热至1698°K，即1424.85摄氏度。须要提防，不要在本人家的灶间烘箱中试验到达1500度来融化硅。
第七步，取一点单晶硅，将其浸入融化硅（molten silcon）的缸中。
第八步，渐渐地把单晶硅拉出来直到冷却。
冷却后就赢得一个高纯度的单晶硅片。
暂时制备单晶硅锭的本领主假如直拉法。在高温液态化的硅元素里介入籽晶，供给晶体成长的重心，渐渐将晶体进取提高，飞腾同声以确定速率绕提高轴回旋，再不将硅锭遏制在所需直径内。中断时，只有提高单晶硅炉温度，硅锭就会机动产生一个圆锥形尾部，单晶硅锭的制备就实行了。
第九步，把它切成裂片。
就会赢得少许陈腐的硅晶圆（silcon wafer）。
这一步会把制备实行的硅锭切割成1mm厚的圆片，也即是凡是所说的晶圆。因为单晶硅本质宁静，以是切割东西用的是金刚石锯，也即是钻石锯。
普遍一座晶圆厂能消费的硅晶圆的直径越大，代办著这座晶圆厂有更好的本领。其余再有scaling本领不妨将电晶体与导线的尺寸减少，这两种办法都不妨在一片晶圆上，创造出更多的硅晶粒，普及品德与贬低本钱。消费晶圆的进程傍边，良品率也是很要害的目标。
第十步，不妨采用在内里介入少许硼、磷大概其余掺杂剂（dopant）。
由于磷的属性比拟易爆易爆裂，作家表白并不敢买磷元素，以是用洋火表示一下。
第十一步，把光刻胶（photoresist）放到硅晶圆上。
因为切割出的晶圆外表仍旧不只滑，以是须要过程提防研磨来缩小切割时形成的坎坷不屈的外表。研磨的功夫会用到少许特出的化学液体来对晶圆外表举行荡涤，结果抛光。到这一步为止晶圆的制备就算实行了。之后晶圆会棉被服装进特出的匣子里密封生存输送。
光刻胶（Photoresist）又称光致抗蚀剂，是指经过紫外光、电子束、离子束、X射线等的映照或辐射，其融化度爆发变革的耐蚀剂苛刻膜资料。由感光树脂、增感剂和溶剂3种重要因素构成的对光敏锐的搀和液体。
在光刻工艺进程中，用作抗侵蚀涂层资料。半半导体资料在外表加工日，若沿用符合的有采用性的光刻胶，可在外表上获得所需的图像。
第十二步，拿取一块所需的通路图案取铬蚀刻的光刻石英掩模（chromium-etched photo-lithographic quartz mask），并向他射一束激光，将通路图案映照到晶圆上。
第十三步，光遮罩（photo-mask）爆发的暗影场所将会感化硅晶圆外表光刻胶的化学变革，在于于运用的是positive 仍旧negative 的光刻胶（photoresist）。
光刻胶按其产生的图像分门别类有正性、负性两大类。
在光刻胶工艺进程中，涂层暴光、显电影皇后，暴光局部被融化，未暴光局部留住来，该涂层资料为正性光刻胶。
即使暴光局部被保留住来，而未暴光被融化，该涂层资料为负性光刻胶。
第十四步，介入少许神秘的化学物资来革新（develop）一下光刻胶。
第十五步，用酸（acid）来侵蚀掉硅晶圆表露出来的局部。
第十六步，反复举行同质外延（homo-epitaxy）、异质外延（hetero-epitaxy）、假外延（pesudo-epitaxy）、分散掺杂（diffusion doping）、铜互连层（copper interconnect layers）、化学板滞抛光（chemical mechanical polishing）、光刻胶运用（photoresist application）、酸蚀（acid etching）和光掩模（photomask），直到硅晶圆到达诉求。
而后就实行了硅晶圆的创造。
第十七步，把硅晶圆切成片。
切完片此后即是还没有包装起来的硅胎具了（un-packaged silicon dies）。
第十八步，在硅芯片上找到焊盘，并把导线贯穿起来，大概像大普遍新颖处置器一律运用倒装芯片本领（flip-chip）。
Flip chip又称倒装片，是在I/O pad上堆积锡铅球，而后将芯片翻转加热运用熔融的锡铅球与陶瓷基板相贯串此本领替代惯例打线结合，渐渐变成将来的封装合流，暂时重要运用于高时脉的CPU、GPU(Graphic Processor Unit)及Chipset 等产物为主。
与COB比拟，该封装情势的芯片构造和I/O端（锡球）目标朝下，因为I/O引出端散布于所有芯片外表，故在封装密度和处置速率上Flip chip已到达高峰，更加是它不妨沿用一致SMT本领的本领来加工，所以是芯片封装本领及高密度安置的最后目标。
倒装芯片是一种无引脚构造，普遍含有通路单位。安排用来经过符合数目的坐落其面上的锡球（导热性黏合剂所掩盖），在电气上和板滞上贯穿于通路。
第十九步，运用贯穿线或焊球在芯片组上的引脚和硅模上的焊盘之间供给交流电贯穿。
至此，一块从石头中创造获得的CPU就实行了！
但明显跟着期间的兴盛，新颖CPU的创造越发搀杂，而且每一代新的芯片常常城市变换芯片上的功效，很多要害的详细和办法在文中也没有提到。
固然，那些要害的详细，比方百般化学用品的因素和浓淡利害常绝密的，不大概在消息、Reddit 中看就任何人表露出来。
创造进程中有很多办法也包括不只一种常用的本领，比方硅的购买根源和纯化本领，只须要在探求引擎中探求光刻中的高档光学（Advanced Optics For Photolithography）、化学堆积纳米药剂（Chemical Deposition Nanofabrication）、光刻计量（Lithographic Metrology）就不妨领会到更多实质。
固然课余喜好者没辙径自造出来最顶端的纳米芯片工艺，但忽米级的课余芯片创造仍旧十分可行的。
在Youtube 仍旧有人在教你创造芯片了，依照他的教程不妨本人发端做出少许普通的芯片。
参考材料：
https://blog.robertelder.org/how-to-make-a-cpu/
