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CPU是怎样制造的？--解析intel Core i7生产全过程
光刻：由此进入 50-200纳米尺寸的 晶体管级别。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。 现在的晶体管已经 如此之小，一个针 头上就能放下大约 3000万个
制造第三阶段_光刻过程(小结）
CPU是如何生产出来的（收转）
制造第五阶段_离子注入(小结）
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品 红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管 互连。
电镀：在晶 圆上电镀一 层硫酸铜， 将铜离子沉 淀到晶体管 上。铜离子 会从正极(阳 极)走向负极 (阴极)。
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面， 形成一个薄薄的铜层。
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
蚀刻：使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，而剩下 的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。
清除光刻胶：蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全 部清除后就可以看到设计好的电路图案。
制造第四阶段_光刻胶的使命(小结）
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉 曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的 那部分材料。
制造第二阶段_切割晶圆(小结）
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。 晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻：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。一般来说， 在晶圆上得到的 电路图案是掩模
CPU是怎么制造出来的鲜为人知的CPU制造详细过程揭秘
CPU是怎么制造出来的鲜为⼈知的CPU制造详细过程揭秘之前的⼀篇“⽤“？”颇受⽹友关注。
中兴禁购门让国⼈意识到国产芯⽬前存在严重短板，缺乏核⼼技术就容易受制于⼈。
为什么中国就造不好⼀颗CPU之类的芯⽚呢？究竟CPU是怎么制造出来的呢？CPU是怎么制造出来的？⼤家可能只知道制作IC芯⽚的硅来源于沙⼦，但是为什么沙⼦做的CPU却卖那么贵？下⾯本⽂以intel电脑CPU作为例⼦，讲述沙⼦到CPU简要的⽣产⼯序流程，希望⼤家对CPU制作的过程有⼀个⼤体认识，其它CPU或者⼿机CPU制造原理也⼤抵相同。
CPU芯⽚（处理器）⼀、硅圆⽚的制作1.硅的重要来源：沙⼦作为半导体材料，使⽤得最多的就是硅元素，其在地球表⾯的元素中储量仅次于氧，含硅量在27.72%，其主要表现形式就是沙⼦（主要成分为⼆氧化硅），沙⼦⾥⾯就含有相当量的硅。
因此硅作为IC制作的原材料最合适不过，想想看地球上有⼏个浩瀚⽆垠的沙漠，来源既便宜⼜⽅便。
2.硅熔炼、提纯不过实际在IC产业中使⽤的硅纯度要求必须⾼达99.999999999%。
⽬前主要通过将⼆氧化硅与焦煤在1600-1800℃中，将⼆氧化硅还原成纯度为98%的冶⾦级单质硅，紧接着使⽤氯化氢提纯出99.99%的多晶硅。
虽然此时的硅纯度已经很⾼，但是其内部混乱的晶体结构并不适合半导体的制作，还需要经过进⼀步提纯、形成固定⼀致形态的单晶硅。
3.制备单晶硅锭单晶的意思是指原⼦在三维空间中呈现规则有序的排列结构，⽽单晶硅拥有“⾦刚⽯结构”，每个晶胞含有8个原⼦，其晶体结构⼗分稳定。
单晶硅的“⾦刚⽯”结构通常单晶硅锭都是采⽤直拉法制备，在仍是液体状态的硅中加⼊⼀个籽晶，提供晶体⽣长的中⼼，通过适当的温度控制，就开始慢慢将晶体向上提升并且逐渐增⼤拉速，上升同时以⼀定速度绕提升轴旋转，以便将硅锭控制在所需直径内。
结束时，只要提升单晶硅炉温度，硅锭就会⾃动形成⼀个锥形尾部，制备就完成了，⼀次性产出的IC芯⽚更多。
CPU生产过程
编辑
要了解CPU的生产工艺，我们需要先知道CPU是怎么被制造出来的。
（1） 硅提纯
生产CPU等芯片的材料是半导体，现阶段主要的材料是硅Si，这是一种非金属元素，从化学的角度来看，由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处，所以具有半导体的性质，适合于制造各种微小的晶体管，是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。
在硅提纯的过程中，原材料硅将被熔化，并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种，以便硅晶体围着这颗晶种生长，直到形成一个几近完美的单晶硅。以往的硅锭的直径大都是200毫米，而CPU厂商正在增加300毫米晶圆的生产。
（2）切割晶圆 ห้องสมุดไป่ตู้
硅锭造出来了，并被整型成一个完美的圆柱体，接下来将被切割成片状，称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU的制造。所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片，并将其划分成多个细小的区域，每个区域都将成为一个CPU的内核(Die)。一般来说，晶圆切得越薄，相同量的硅材料能够制造的CPU成品就越多。
由于SRAM（静态随机存储器，CPU中缓存的基本组成）结构复杂、密度高，所以缓存是CPU中容易出问题的部分，对缓存的测试也是CPU测试中的重要部分。
每块CPU将被进行完全测试，以检验其全部功能。某些CPU能够在较高的频率下运行，所以被标上了较高的频率；而有些CPU因为种种原因运行频率较低，所以被标上了较低的频率。最后，个别CPU可能存在某些功能上的缺陷，如果问题出在缓存上，制造商仍然可以屏蔽掉它的部分缓存，这意味着这块CPU依然能够出售，只是它可能是Celeron等低端产品。
（6）封装
这时的CPU是一块块晶圆，它还不能直接被用户使用，必须将它封入一个陶瓷的或塑料的封壳中，这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。封装结构各有不同，但越高级的CPU封装也越复杂，新的封装往往能带来芯片电气性能和稳定性的提升，并能间接地为主频的提升提供坚实可靠的基础。
cpu制作过程怎么样
CPUCentral Processing Unit缩写央处理器意思我经听谈486,PentiumCPU CPU电元件其规格标注元件或元件包装盒i80486DX2-66行编号代表颗处理器Intel公司制造486等级CPU高工作频率66Mhz;K6-200CPU代表颗AMD公司制造586MMX级CPU高工作频率200Mhz CPU工作原理其实简单,内部元件主要包括：控制单元逻辑单元存储单元三部指令由控制单元配逻辑运算单元经加工处l
2、AMD
评判CPU性能坏几主要参数包括超频、内存总线速度、扩展总线速度、工作电压、址总线宽度、数据总线宽度、内置协处理器、超标量、L1高速缓存、采用写超频：CPU频率包括主频、外频、倍频外频即系统总线工作频率主频即CPU内部工作频率：外频=主频×倍频现般标准外频包括66Mhz 133Mhz 100Mhz标准倍频包括：2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等
首先：取张利用激光器刚刚类似干香肠硅柱切割硅片直径约 20cm除 CPU 外英特尔每硅片制作数百微处理器每微处理器都足平厘米
接着硅片镀膜相信化朋友都知道硅(Si)绝佳半导体材料电脑面重要元素啊硅片
表面增加层由我朋友二氧化硅(SiO2)构绝缘层通 CPU 能够导电基础其轮光刻胶硅片面增加二氧化硅随其镀种称光刻胶材料种材料经紫外线照射变软、变粘光刻掩膜我考虑制造工艺前久早非聪明美脑面设计 CPU并且想尽使其按设计意图工作CPU 电路设计照相掩膜贴放光刻胶照相字自要曝光冲晒我于掩膜硅片曝光于紫外线象放机张底片该掩膜允许光线照射硅片某区域能照射另区域形该设计潜映像
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1.cpu制作工艺纳米是什么
2.cpu主要采用什么来制造
CPU制造工艺完整过程（图文）
CPU制造工艺完整过程（图文）1》由沙到晶圆，CPU诞生全过程2》沙中含有25%的硅，是地壳中第二多元素，在经过氧化之后就成为了二氧化硅，在沙，尤其是石英中二氧化硅的含量非常高，这就是制造半导体的基础。
3》在采购原材料沙子后，将其中的硅进行分离，多余的材料被废弃，再经过多个步骤进行提纯，以最终达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。
它的纯度是非常大的，每10亿个硅原子中只有一个是不符合要求的。
经过净化过程，硅进入融化阶段。
在此图片你可以看到一个大晶体硅的纯净融化时的状态，由此产生的单晶体被称为元宝。
4》一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为100千克，硅的纯度达到了99.9999%。
5》铸好锭后，将进入切割阶段，将整个锭切成一片一片的圆盘，也就是我们俗称的晶圆，这样求切割出来的是非常薄的，一个锭大概高5英尺，锭的直径要根据对晶圆的需求来制定，今天的CPU需要300直径的晶圆。
6》一旦切断，晶圆就要进行抛光，直至完美，表面如镜面一样光滑，Intel并不生产自己的锭和硅片，而是由第三方公司购买可随时投入生产的晶圆。
Intel先进的45nm High-K/Metal Gate晶圆直径就为 300mm，当Intel最早生产芯片时是在直径50mm的晶圆上印刷电路，而今天在300mm的晶圆上印刷，以减少成本。
7》在上图中，我们可以看到晶圆上有蓝色液体，这是类似胶片拍照时的光阻剂，晶圆不停旋转，以使其将液体均匀涂抹在晶圆上，并且涂层也是非常薄的。
晶圆在此步骤进行旋转，以使涂层均匀分布。
8》在这一阶段，晶圆完成暴露于紫外线下，以此来使涂抹在上面的薄膜材料发生化学反应，就像照相时按下快门，影像就印在胶片上，这也是运用了相似的原理。
为了防止晶圆暴露在紫外线下变成可溶性的，因此使用了一个类似口罩的模具挡在前面，上面有设计好的各种电路，照射后这些电路就会像照片一样被印在晶圆上。
制造一个CPU基本上要重复这一过程，直到多层堆叠到顶部为止。
CPU内部构造多神秘？教你使用沙子造U
我们都知道一台电脑的核心硬件之一就是中央处理器单元——CPU。
在上世纪九十年代的时候，一颗处理器要卖到上万元，那个时候CPU给人的感觉就只有三个字——高科技。
而随着处理器的工艺改进和规模化生产带来的成本降低，如今只需几百元就可以买到一颗性能不错的处理器，但是人们对CPU的总体感觉还是那三个字。
铁壳下面究竟隐藏着什么？
如何把一粒沙变成酷睿i5
人们对那块铁盖掩盖下的CPU内部构造极为感兴趣，然而由于多数人不舍得拆解自己的CPU来一探究竟，这种神秘感一直保存到现在，不过也有几个胆子大的拆开了，但是还是没有看到些什么实质的东西。
现在Intel官方微薄发布了视频，下面小编就图文并茂得向您详解一下视频：CPU是怎样“炼”成的。
也许看了本文之后，你可以把一粒沙变成酷睿i5-750。
提取高纯度硅原料
“电锯惊魂”
氧化并加入感光层
使用严格控制的短波长的紫外线和大曲率的透镜开始光刻蚀
光刻蚀后要去掉感光层
开始“盖楼”
形成多层立体结构
锯完后开始分离取出
用精密器械取出一块Die
加入接口规格
加铁盖
产品要根据体质划分等级
强劲电脑的“芯”
● 总结
相信在看完这篇文章后，你已经对CPU的整个制造过程有了较深入的认识，并且练就了“点沙成芯”的盖世神功。
令人想不到的是一粒分文不值的沙子可以有如此大的用途，也可以有如此大的变化，然而这变化的每一步都凝结着多少人多少年的技术积累和辛苦汗水，由此来看，中国自主制造的处理器还有很长的路要走。
■
附：
想了解整个CPU动态制造过程，可以点击这里看Intel官方视频。
CPU是怎样制造的？(演讲课件)
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12 英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处 理器的内核(Die)。
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现 的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进 入下一步。
制造第八阶段_晶圆切片
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的 单个内核。
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、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。 衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内 核提供电气 与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银 色)就是负责内核散热的了。
不仅仅如此，铜比铝的电阻还要小得多。种种优势让铜互 连工艺迅速取代了铝的位置，成为CPU制造的主流之选。除了 硅和一定的金属材料之外，还有很多复杂的化学材料也参加了 CPU的制造工作。
沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。 晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
完成门电路
•
这是CPU制造过程中最复杂的一个环节，这次使用到的是光微刻技术。可以这么说，光微刻 技术把对光的应用推向了极限。CPU制造商 将会把晶圆上覆盖的光敏抗蚀膜的特定区域曝光， 并改变它们的化学性质。而为了避免让不需要被曝光的区域也受到光的干扰，必须制作遮罩来遮 蔽这些区域。 在这里，即使使用波长很短的紫外光并使用很大的镜头，也就是说，进行最好的聚 焦，遮罩的边缘依然会受到影响，可以简单的想象成边缘变模糊 了。请注意我们现在讨论的尺度， 每一个遮罩都复杂到不可想象，如果要描述它，至少得用10GB的数据，而制造一块CPU，至少 要用到20个这样的遮罩。对于任意一个遮罩，请尝试想象一下北京市的地图，包括它的郊区；然 后将它缩小到一块一平方厘米的小纸片上。 当遮罩制作完成后，它们将被覆盖在晶圆上，短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏 抗蚀膜上，使之曝光。接下来停止光照并移除遮罩，使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗 蚀膜，以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅。 当剩余的光敏抗蚀膜也被去除之后，晶圆上留下了起伏不平的二氧化硅山脉，当然你不可能 看见它们。接下来添加另一层二氧化硅，并加上了一层多晶 硅，然后 再覆盖一层光敏抗蚀膜。 多晶硅是上面提到的门电路的另一部分，而以前这是用金属制造而成的（即CMOS里的M： Metal）。光敏抗蚀膜再次被盖上决定这些多晶硅去留的遮罩，接受光的洗礼。然后，曝光的硅 将被原子轰击，以制造出N井或P井，结合上面制造的基片，门电路就完成了。
CPU是怎样制造的？--解析intel Core i7生产全过程
制造第五阶段_离子注入(小结）
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品 红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管 互连。
电镀：在晶 圆上电镀一 层硫酸铜， 将铜离子沉 淀到晶体管 上。铜离子 会从正极(阳 极)走向负极 (阴极)。
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面， 形成一个薄薄的铜层。
处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来的最复杂的 产品实际上是经过数百个步骤得来的，这里只是展示了 其中的一些关键步骤。
制造第九阶段_封装(小结）
等级测试：最后一次测试，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，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还是低端型号Core i7-920。
良的性能，并且能有效的节省空间的“N”型晶体管；而这个过程中，制造厂会尽量避免产生“P”型晶体管。
接下来这块晶圆将被送入一个高温熔炉，当然这次我们不能再让它熔化了。通过密切监控熔炉内的温度、压力和加 热时间，晶圆的表面将被 氧化成 一层特定厚度的二氧化硅（SiO2），作为晶体管门电路的一部分—基片。如果 你学过逻辑电路之类的，你一定会很清楚门电路这个概念。通过门电路，输入一定 的电平将得到一定的输出电平， 输出电平根据门电路的不同而有所差异。电平的高低被形象的用0和1表示，这也就是计算机使用二进制的原因。在 Intel使用 90纳米工艺制造的CPU中，这层门电路只有5个原子那么厚。 准备工作的最后一步是在晶圆上涂上一层光敏抗蚀膜，它具有光敏性，并且感光的部分能够被特定的化学物质 清洗掉，以此与没有曝光的部分分离。 完成门电路
CPU是怎样制造的？
解析intel Core i7生产全过程
CPU的制作过程详解
/bbs/ShowPost.Asp?ID=26517（第 3／6 页）2007-4-17 12:50:35
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william
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准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层 物质在干燥时具有很好的感光效果，而且在光刻蚀过程结束之后，能够通过化学方法将其溶解并除去。
光刻蚀
这是目前的CPU制造过程当中工艺非常复杂的一个步骤，为什么这么说呢?光刻蚀过程就是使用一定波长的光在 感光层中刻出相应的刻痕，由此改变该处材料的化学特性。这项技术对于所用光的波长要求极为严格，需要使用短 波长的紫外线和大曲率的透镜刻蚀过程还会受到晶圆上的污点的影响。每一步刻蚀都是一个复杂而精细的过程。设 计每一步过程的所需要的数据量都可以用10GB的单位来计量，而且制造每块处理器所需要的刻蚀步骤都超过20步(每 一步进行一层刻蚀)。而且每一层刻蚀的图纸如果放大许多倍的话，可以和整个纽约市外加郊区范围的地图相比，甚 至还要复杂，试想一下，把整个纽约地图缩小到实际面积大小只有100个平方毫米的芯片上，那么这个芯片的结构有 多么复杂，可想而知了吧。
当这些刻蚀工作全部完成之后，晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层 上，然后撤掉光线和模板。通过化学方法除去暴露在外边的感光层物质，而二氧化硅马上在陋空位置的下方生成。
掺杂
在残留的感光层物质被去除之后，剩下的就是充满的沟壑的二氧化硅层以及暴露出来的在该层下方的硅层。这 一步之后，另一个二氧化硅层制作完成。然后，加入另一个带有感光层的多晶硅层。多晶硅是门电路的另一种类 型。由于此处使用到了金属原料(因此称作金属氧化物半导体)，多晶硅允许在晶体管队列端口电压起作用之前建立门 电路。感光层同时还要被短波长光线透过掩模刻蚀。再经过一部刻蚀，所需的全部门电路就已经基本成型了。然 后，要对暴露在外的硅层通过化学方式进行离子轰击，此处的目的是生成N沟道或P沟道。这个掺杂过程创建了全部 的晶体管及彼此间的电路连接，没个晶体管都有输入端和输出端，两端之间被称作端口。
cpu制造
（2）切割晶圆
硅锭造出来了，并被整型成一个完美的圆柱体，接下来将被切割成片状，称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU的制造。所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片，并将其划分成多个细小的区域，每个区域都将成为一个CPU的内核(Die)。一般来说，晶圆切得越薄，相同量的硅材料能够制造的CPU成品就越多。
以上两点就是CPU制造工艺中的两个因素决定，也是基础的生产工艺。这里有些问题要说明一下。Intel是全球制造技术最先进且拥有工厂最多的公司（Intel有10家以上的工厂做CPU），它掌握的技术也相当多，后面有详细叙述。AMD和Intel相比则是一家小公司，加上新工厂Fab36，它有3家左右的CPU制造工厂。同时AMD没有能力自己研发很多新技术，它主要是通过战略合作关系获取技术。
在现有常规工艺的支撑下，CPU很难再向前发展，并且遇到越来越多的障碍，接下来讨论CPU的继续发展方向发运动，由负极的硅底板通过管道流向正极的门；其次是通过晶体管通道的硅底板进行的电子自发从负极流向正极的运动。这个被称作亚阈泄漏或是关状态泄漏(也就是说当晶体管处于“关”的状态下，也会进行一些工作)。这两者都需要提高门电压以及驱动电流来进行补偿。这种情况自然的能量消耗以及发热量都有负面的影响。
当CPU被放进包装盒之前，一般还要进行最后一次测试，以确保之前的工作准确无误。根据前面确定的最高运行频率和缓存的不同，它们被放进不同的包装，销往世界各地。
2、不断进步的生产工艺
CPU的内部结构与工作原理
CPU的内部结构与工作原理CPU的内部结构与工作原理分类:主板CPU是Central Processing Unit—中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。
CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程：进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。
二、CPU的相关技术参数1.主频主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。
CPU的主频＝外频×倍频系数。
很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。
CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。
当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标。
由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。
因此主频仅仅是CPU性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。
外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。
外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。
外频与前端总线(FSB)频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。
3.前端总线(FSB)频率前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。
由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽＝(总线频率×数据带宽)/8。
外频与前端总线(FSB)频率的区别：前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。
揭秘CPU制造全过程
揭秘CPU制造全过程转载请注明来源：PCPOP 众所周知，CPU是计算机的⼼脏，包括运算部件和控制部件，是完成各种运算和控制的核⼼，也是决定计算机性能的最重要的部件。
主要的参数是⼯作的主频和⼀次传送或处理的数据的位数。
同样CPU也是现代社会飞速运转的动⼒源泉，在任何电⼦设备上都可以找到微芯⽚的⾝影，不过也有⼈不屑⼀顾，认为处理器这东西没什么技术含量，不过是⼀堆沙⼦的聚合⽽已。
是么？Intel今天就公布了⼤量图⽂资料，详细展⽰了从沙⼦到芯⽚的全过程，简单与否⼀看便知。
简单地说，处理器的制造过程可以⼤致分为沙⼦原料(⽯英)、硅锭、晶圆、光刻(平版印刷)、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、包装上市等诸多步骤，⽽且每⼀步⾥边⼜包含更多细致的过程。
下边就图⽂结合，⼀步⼀步看看： CPU制造：第⼀阶段图⽂直播： 沙⼦沙⼦：硅是地壳内第⼆丰富的元素，⽽脱氧后的沙⼦(尤其是⽯英)最多包含25%的硅元素，以⼆氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
硅熔炼：12英⼨/300毫⽶晶圆级，下同。
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 硅熔炼中最多只有⼀个杂质原⼦。
此图展⽰了是如何通过硅净化熔炼得到⼤晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)。
单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999%。
单晶硅锭第⼀阶段合影步骤图 CPU制造：第⼆阶段图⽂直播：硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅⽚，也就是我们常说的晶圆(Wafer)。
顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形的了吧？ 硅锭切割晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得⼏乎完美⽆瑕，表⾯甚⾄可以当镜⼦。
事实上，Intel⾃⼰并不⽣产这种晶圆，⽽是从第三⽅半导体 晶圆企业那⾥直接购买成品，然后利⽤⾃⼰的⽣产线进⼀步加⼯，⽐如现在主流的45nm HKMG(⾼K⾦属栅极)。
【电脑硬件】—— CPU的制作过程
虽然对装系统有所了解，不过本人对电脑硬件还真是白菜一个，所以打算建立一个小分类专门学习一下电脑硬件方面的知识，不求成为高手，但求对电脑硬件基本知识有所了解，以后自己去科技市场组装电脑别被奸商忽悠就行。
电脑的核心就是CPU（Cener Processing Unit ），今天就来学习一下CPU方面的知识：一 CPU的制作全过程① 制造CPU的基本原料：a.硅（从沙子中提炼出来的）b.金属铝（最初是铜，但是由于铝的电迁移特性要明显好于铜，铜逐渐被率铝取代）c. 其他化学原料② 制造CPU 的准备工作将硅元素高度提纯，并将其整形，制作成圆柱体的硅锭，硅锭圆形横截面的直径为200毫米（intel和其它一些公司已经开始使用300毫米直径的硅锭了，当然intel 公司耗费35亿美元研发了这种新技术，在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的）③ CPU的制造过程a.切片在制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后，下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片，切片越薄，用料越省，自然可以生产的处理器芯片就更多。
切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑，之后检查是否有扭曲或其它问题。
这一步的质量检验尤为重要，它直接决定了成品CPU的质量。
新的切片中要掺入一些物质而使之成为真正的半导体材料，而后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。
掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙，彼此之间发生原子力的作用，从而使得硅原料具有半导体的特性。
在掺入化学物质的工作完成之后，标准的切片就完成了。
然后将每一个切片放入高温炉中加热，通过控制加温时间而使得切片表面生成一层二氧化硅膜，准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。
这一层物质用于同一层中的其它控制应用。
这层物质在干燥时具有很好的感光效果，而且在光刻蚀过程结束之后，能够通过化学方法将其溶解并除去。
b.光刻蚀这是目前的CPU制造过程当中工艺非常复杂的一个步骤，为什么这么说呢？光刻蚀过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕，由此改变该处材料的化学特性。
cup是怎么生产出来的
作为计算机的核心组件，CPU（Central Processor Unit，中央处理器）在用户的心中一直是十分神秘的：在多数用户的心目中，它都只是一个名词缩写，他们甚至连它的全写都拚不出来；在一些硬件高手的眼里，CPU也至多是一块十余平方厘米，有很多脚的块块儿，而CPU的核心部分甚至只有不到一平方厘米大。
他们知道这块不到一平方厘米大的玩意儿是用多少微米工艺制成的，知道它集成了几亿几千万晶体管，但鲜有了解CPU的制造流程者。
今天，就让我们来详细的了解一下，CPU是怎样练成的。
基本材料多数人都知道，现代的CPU是使用硅材料制成的。
硅是一种非金属元素，从化学的角度来看，由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处，所以具有半导体的性质，适合于制造各种微小的晶体管，是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。
从某种意义上说，沙滩上的沙子的主要成分也是硅（二氧化硅），而生产CPU所使用的硅材料，实际上就是从沙子里面提取出来的。
当然，CPU的制造过程中还要使用到一些其它的材料，这也就是为什么我们不会看到Intel或者AMD只是把成吨的沙子拉往他们的制造厂。
同时，制造CPU对硅材料的纯度要求极高，虽然来源于廉价的沙子，但是由于材料提纯工艺的复杂，我们还是无法将一百克高纯硅和一吨沙子的价格相提并论。
制造CPU的另一种基本材料是金属。
金属被用于制造CPU内部连接各个元件的电路。
铝是常用的金属材料之一，因为它廉价，而且性能不差。
而现今主流的CPU大都使用了铜来代替铝，因为铝的电迁移性太大，已经无法满足当前飞速发展的CPU制造工艺的需要。
所谓电迁移，是指金属的个别原子在特定条件下（例如高电压）从原有的地方迁出。
很显然，如果不断有原子从连接元件的金属微电路上迁出，电路很快就会变得千疮百孔，直到断路。
这也就是为什么超频者尝试对Northwood Pentium 4的电压进行大幅度提升时，这块悲命的CPU经常在“突发性Northwood死亡综合症（Sudden Northwood Death Syndrome，SNDS）”中休克甚至牺牲的原因。
CPU制造全过程_1
CPU制造全过程主题: CPU 制造全过程 CPU(Centralprocessingunit)是现代计算机的核心部件，又称为微处理器(Microprocessor)。
对于 PC 而言，CPU 的规格与频率常常被用来作为衡量一台电脑性能强弱重要指标。
Intelx86 架构已经经历了二十多个年头，而 x86 架构的 CPU 对我们大多数人的工作、生活影响颇为深远。
许多对电脑知识略知一二的朋友大多会知道 CPU 里面最重要的东西就是晶体管了，提高 CPU 的速度，最重要的一点说白了就是如何在相同的 CPU 面积里面放进去更加多的晶体管，由于 CPU 实在太小，太精密，里面组成了数目相当多的晶体管，所以人手是绝对不可能完成的，只能够通过光刻工艺来进行加工的。
这就是为什么一块 CPU 里面为什么可以数量如此之多的晶体管。
晶体管其实就是一个双位的开关：即开和关。
如果您回忆起基本计算的时代，那就是一台计算机需要进行工作的全部。
两种选择，开和关，对于机器来说即 0 和 1。
讲述中央处理器从一堆沙子到一个功能强大的集成电路芯片的全过程。
● 制造 CPU 的基本原料如果问及 CPU 的原料是什么，大1/ 3家都会轻而易举的给出答案是硅。
这是不假，但硅又来自哪里呢？其实就是那些最不起眼的沙子。
难以想象吧，价格昂贵，结构复杂，功能强大，充满着神秘感的 CPU 竟然来自那根本一文不值的沙子。
当然这中间必然要经历一个复杂的制造过程才行。
不过不是随便抓一把沙子就可以做原料的，一定要精挑细选，从中提取出最最纯净的硅原料才行。
试想一下，如果用那最最廉价而又储量充足的原料做成 CPU，那么成品的质量会怎样，你还能用上像现在这样高性能的处理器吗？除去硅之外，制造 CPU 还需要一种重要的材料就是金属。
目前为止，铝已经成为制作处理器内部配件的主要金属材料，而铜则逐渐被淘汰，这是有一些原因的，在目前的 CPU 工作电压下，铝的电迁移特性要明显好于铜。
cpu 制作 流程
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1. 设计。
工程师设计 CPU 的架构、电路和功能。
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不仅仅如此，铜比铝的电阻还要小得多。种种优势让铜互连工艺迅速取代了铝的位置，成为CPU制造的主流之选。除了硅和一定的金属材料之外，还有很多复杂的化学材料也参加了CPU的制造工作。
准备工作
解决制造CPU的材料的问题之后，我们开始进入准备工作。在准备工作的过程中，一些原料将要被加工，以便使其电气性能达到制造CPU的要求。其一就是硅。首先，它将被通过化学的方法提纯，纯到几乎没有任何杂质。同时它还得被转化成硅晶体，从本质上和海滩上的沙子划清界限。
重复
可能你会以为经过上面复杂的步骤，一块CPU就已经差不多制造完成了。实际上，到这个时候，CPU的完成度还不到五分之一。接下来的步骤与上面所说的一样复杂，那就是再次添加二氧化硅层，再次蚀刻，再次添加……重复多遍，形成一个3D的结构，这才是最终的CPU的核心。每几层中间都要填上金属作为导体。Intel的Pentium 4处理器有7层，而AMD的Athlon 64则达到了9层。层数决定于设计时CPU的布局，以及通过的电流大小。
当CPU被放进包装盒之前，一般还要进行最后一次测试，以确保之前的工作准确无误。根据前面确定的最高运行频率不同，它们被放进不同的包装，销往世界各地。
读完这些，相信你已经对CPU的制造流程有了一些比较深入的认识。CPU的制造，可以说是集多方面尖端科学技术之大成，CPU本身也就那么点大，如果把里面的材料分开拿出来卖，恐怕卖不了几个钱。然而CPU的制造成本是非常惊人的，从这里或许我们可以理解，为什么这东西卖这么贵了。
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[硬件技术] CPU是如何制造出来的 zcwmyy 2007-10-17 19:32:00
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作为计算机的核心组件，CPU（Central Processor Unit，中央处理器）在用户的心中一直是十分神秘的：在多数用户的心目中，它都只是一个名词缩写，他们甚至连它的全写都拚不出来；在一些硬件高手的眼里，CPU也至多是一块十余平方厘米，有很多脚的块块儿，而CPU的核心部分甚至只有不到一平方厘米大。他们知道这块不到一平方厘米大的玩意儿是用多少微米工艺制成的，知道它集成了几亿几千万晶体管，但鲜有了解CPU的制造流程者。今天，就让我们来详细的了解一下，CPU是怎样练成的。
签名:深度，越来越陌生 zcwmyy 2007-10-17 19:32:32
2#
在测试、测试和测试这个环节很重要,你的处理器是6300还是6400就会在这个环节被划分，而6300天生并不是6300，而是在测试之后，发现处理器不能稳定的在6400标准下工作，只能在6300标准下稳定工作，于是对处理器定义，锁频，定义ID，封装，印上6300，AMD我比较熟，用AMD的例子比较好举，同样核心的处理器都是一个生产线下来的，如果稳定工作在2.8GHz，1M*2的缓存下，就被定义为5600+，如果缓存有瑕疵，切割有问题的那一半，成为5400+，如果缓存没问题而频率只能在2.6G通过测试，那么就是5200+，如果缓存有瑕疵，就切割成为5000+…………一直把它测到3800+，如果还不稳定，要么想办法变成速龙64单核或者单核闪龙，或者就是出现过的ES版的双核闪龙，如果出现批量不能工作在3800+条件下，而工作在3600+条件下，那么3600+就上市了，如果出现批量能工作在3G，1M*2条件下，那么6000+就上市了，这就是为什么处理器总是中等型号的先上市，高端和底端的后上市，当然后期工厂可能会节约成本专门开出底端的流水线，专门生产底端处理器，赛扬，闪龙的各种型号就相继上市，而高端的流水线因为个别处理器不稳定转变为底端处理器，例如将速龙64缓存切割就变为闪龙64（这种情况很少，比如03年的时候将速龙切割成为新毒龙）
在这里，即使使用波长很短的紫外光并使用很大的镜头，也就是说，进行最好的聚焦，遮罩的边缘依然会受到影响，可以简单的想象成边缘变模糊了。请注意我们现在讨论的尺度，每一个遮罩都复杂到不可想象，如果要描述它，至少得用10GB的数据，而制造一块CPU，至少要用到20个这样的遮罩。对于任意一个遮罩，请尝试想象一下北京市的地图，包括它的郊区；然后将它缩小到一块一平方厘米的小纸片上。最后，别忘了把每块地图都连接起来，当然，我说的不是用一条线连连那么简单。
制造CPU的另一种基本材料是金属。金属被用于制造CPU内部连接各个元件的电路。铝是常用的金属材料之一，因为它廉价，而且性能不差。而现今主流的CPU大都使用了铜来代替铝，因为铝的电迁移性太大，已经无法满足当前飞速发展的CPU制造工艺的需要。所谓电迁移，是指金属的个别原子在特定条件下（例如高电压）从原有的地方迁出。
准备工作的最后一步是在晶圆上涂上一层光敏抗蚀膜，它具有光敏性，并且感光的部分能够被特定的化学物质清洗掉，以此与没有曝光的部分分离。
完成门电路
这是CPU制造过程中最复杂的一个环节，这次使用到的是光微刻技术。可以这么说，光微刻技术把对光的应用推向了极限。CPU制造商将会把晶圆上覆盖的光敏抗蚀膜的特定区域曝光，并改变它们的化学性质。而为了避免让不需要被曝光的区域也受到光的干扰，必须制作遮罩来遮蔽这些区域。想必你已经在Photoshop之类的软件里面认识到了遮罩这个概念，在这里也大同小异。
现在的硅锭的直径大都是200毫米，而CPU厂商正在准备制造300毫米直径的硅锭。在确保质量不变的前提下制造更大的硅锭难度显然更大，但CPU厂商的投资解决了这个技术难题。建造一个生产300毫米直径硅锭的制造厂大约需要35亿美元，Intel将用其产出的硅材料制造更加复杂的CPU。而建造一个相似的生产200毫米直径硅锭的制造厂只要15亿美元。作为第一个吃螃蟹的人，Intel显然需要付出更大的代价。花两倍多的钱建造这样一个制造厂似乎很划不来，但从下文可以看出，这个投资是值得的。硅锭的制造方法还有很多，上面介绍的只是其中一种，叫做CZ制造法。
签名:深度，越来越陌生 zcwmyy 2007-10-17 19:32:56
3#
再举一个例子：汽油在加工之后是没有本质区别的，而每一批的质量不大一样，检测之后就被区分为93号油，98号油等等，而他们的价格也不一样，而不是他们在生产的时候就有93号生产线，这类产品不同于其它产品，比如十字螺丝刀就不会在不合标准的情况下去掉两块，磨平后改成一字螺丝刀，前段时间貌似看到某人说自己的6300是6400的流水线，所以超频能力比较强，其实它们是一个流水线生产出来的。
硅锭造出来了，并被整型成一个完美的圆柱体，接下来将被切割成片状，称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU的制造。一般来说，晶圆切得越薄，相同量的硅材料能够制造的CPU成品就越多。接下来晶圆将被磨光，并被检查是否有变形或者其它问题。在这里，质量检查直接决定着CPU的最终良品率，是极为重要的。
没有问题的晶圆将被掺入适当的其它材料，用以在上面制造出各种晶体管。掺入的材料沉积在硅原子之间的缝隙中。目前普遍使用的晶体管制造技术叫做CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductors，互补式金属氧化物半导体）技术，相信这个词你经常见到。简单的ห้องสมุดไป่ตู้释一下，CMOS中的C（Complementary）是指两种不同的MOS电路“N”电路和“P”电路之间的关系：它们是互补的。
基本材料
多数人都知道，现代的CPU是使用硅材料制成的。硅是一种非金属元素，从化学的角度来看，由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处，所以具有半导体的性质，适合于制造各种微小的晶体管，是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。从某种意义上说，沙滩上的沙子的主要成分也是硅（二氧化硅），而生产CPU所使用的硅材料，实际上就是从沙子里面提取出来的。当然，CPU的制造过程中还要使用到一些其它的材料，这也就是为什么我们不会看到Intel或者AMD只是把成吨的沙子拉往他们的制造厂。同时，制造CPU对硅材料的纯度要求极高，虽然来源于廉价的沙子，但是由于材料提纯工艺的复杂，我们还是无法将一百克高纯硅和一吨沙子的价格相提并论。
很显然，如果不断有原子从连接元件的金属微电路上迁出，电路很快就会变得千疮百孔，直到断路。这也就是为什么超频者尝试对Northwood Pentium 4的电压进行大幅度提升时，这块悲命的CPU经常在“突发性Northwood死亡综合症（Sudden Northwood Death Syndrome，SNDS）”中休克甚至牺牲的原因。SNDS使得Intel第一次将铜互连（Copper Interconnect）技术应用到CPU的生产工艺中。铜互连技术能够明显的减少电迁移现象，同时还能比铝工艺制造的电路更小，这也是在纳米级制造工艺中不可忽视的一个问题。
在这个过程中，原材料硅将被熔化，并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种，以便硅晶体围着这颗晶种生长，直到形成一个几近完美的单晶硅。如果你在高中时把硫酸铜结晶实验做的很好，或者看到过单晶冰糖是怎么制造的，相信这个过程不难理解。同时你需要理解的是，很多固体物质都具有晶体结构，例如食盐。CPU制造过程中的硅也是这样。小心而缓慢的搅拌硅的熔浆，硅晶体包围着晶种向同一个方向生长。最终，一块硅锭产生了。
测试、测试和测试
在经过几个星期的从最初的晶圆到一层层硅、金属和其它材料的CPU核心的制造过程之后，该是看看制造出来的这个怪物的时候了。这一步将测试晶圆的电气性能，以检查是否出了什么差错，以及这些差错出现在哪个步骤（如果可能的话）。接下来，晶圆上的每个CPU核心都将被分开（不是切开）测试。