2024年9月24日发(作者：邬冰莹)
CPU处理器是怎么做出来的
虽然这一组图片很明白的是 Intel 为自家的 Core i7 打的
组图，由沙到单晶硅的过程。
然是了解现代处理器制作工艺的一个好方法。下图是第一
广告（「我们在这里以 Intel® Core i7 为例」），但仍
kg！
芯片的原料。最早期的晶圆因为技术的关系，直径大约只
接下来，单晶硅块被横向切成一片片薄薄的薄片，每一片
元素，主要以二氧化硅的形态存在。这些硅经过多个步骤
就是一片「晶圆」。这些晶圆经过抛 光后，就形成了制造
有两寸，而今天最先进的晶圆厂则已经可以处理 12 寸的
普通的沙子约有 25% 的硅，是地壳中仅次于氧的最常见
纯化后，达到足以制成芯片的质量 — 每十亿个硅原子中，
每一颗芯片的单价越低。
晶圆了。晶圆直径越大，切割时浪费的部份就越少，而且
仅能出现一个别种的原子。最后这些高纯度的硅原子结晶
成一颗巨大的单晶硅（直径 8~12 吋），重可达 100
较大号的屏蔽图案缩小后照在晶圆上。
蔽相同的图案来。在屏蔽和晶圆间有片放大镜，可以将比
电路纹路的屏蔽照射在晶圆上，就可以在晶圆上印出和屏
材质覆盖，这种材质的特性是当它被紫外线光照射到的部
再下来就开始芯片的生产啦！整块晶圆被一层薄薄的特殊
份，会变成可被溶液溶解。因此只要紫外 线光透过一个有
入纹路的硅晶了。
质成为保护硅的「保护膜」在下一步蚀刻时，有保护膜的
就会被溶掉，只剩下没被照射到的部份。剩下来的特殊材
上一步的时候说过，被紫外线光照射到的部份会变成可溶
解，所以这时候只要把晶圆泡在溶液 里，被照射到的部份
部份不会被蚀刻掉。最后再把 特殊材质洗掉，就变成有刻
桃红色的是绝缘体，浅蓝色是被加另一种料的部份。
部份用高速离子轰炸，就能改变硅的电气特性，形成不同
将不需要加料的部份同样的特殊材料保护起来，剩下来的
除了蚀刻纹路外，为晶圆「加料」也是一个常见的步骤。
的晶体管组件。在上图的的例子中，绿色是被加料的部份，
掉。
谁由芯片的设计所决定，但总而言之是非常复杂的。虽然
下一步，就是在晶体管之间拉细细的铜线。哪条线该连到
式，是将铜电镀到预先留好的洞里，再把多余的铜抛光磨
来，只留下未来要连接其它晶体管的接点。接点的制做方
迷你的晶体管完成后，最后一步就是将整个晶体管绝缘起
芯片表面上看起来是平的，但事实上可以有多达 20 层的
线穿缩在晶体管之间。
的芯片，先前测试不过关的不良品就此被抛弃。
看看有没有什么明显的大错误。然后晶圆被切割成一片片
线拉完之后，芯片本身的制作就完成了。接下来是简单的
测试，将一组特定的讯号送入芯片中，再比较输出的结果，
过关的芯片下一步就是「封装」，将脆弱的芯片装入一个
处理器接下来被送入机器做更进一步的检测和分级 — 同
保护套内。除了保护外，封装还有两个功能 — 下方绿色
是最终产品啦！
芯片，就是我们所说的处理器。
较低的频率，于是这之间就有了超频的空间。标好价，就
因为不同的市场需求，厂商会把质量比较好的芯片标成比
只是在这个步骤跟据质量被「分级」成不同的频率。有时
金属上盖则是连接散热片和风扇，为芯片散热。封装好的
的基板提供芯片和电脑之间的接口（「针脚」），上方的
一个系列但不同频率的芯片很有可能是来自同一块晶圆的，
2024年9月24日发(作者：邬冰莹)
CPU处理器是怎么做出来的
虽然这一组图片很明白的是 Intel 为自家的 Core i7 打的
组图，由沙到单晶硅的过程。
然是了解现代处理器制作工艺的一个好方法。下图是第一
广告（「我们在这里以 Intel® Core i7 为例」），但仍
kg！
芯片的原料。最早期的晶圆因为技术的关系，直径大约只
接下来，单晶硅块被横向切成一片片薄薄的薄片，每一片
元素，主要以二氧化硅的形态存在。这些硅经过多个步骤
就是一片「晶圆」。这些晶圆经过抛 光后，就形成了制造
有两寸，而今天最先进的晶圆厂则已经可以处理 12 寸的
普通的沙子约有 25% 的硅，是地壳中仅次于氧的最常见
纯化后，达到足以制成芯片的质量 — 每十亿个硅原子中，
每一颗芯片的单价越低。
晶圆了。晶圆直径越大，切割时浪费的部份就越少，而且
仅能出现一个别种的原子。最后这些高纯度的硅原子结晶
成一颗巨大的单晶硅（直径 8~12 吋），重可达 100
较大号的屏蔽图案缩小后照在晶圆上。
蔽相同的图案来。在屏蔽和晶圆间有片放大镜，可以将比
电路纹路的屏蔽照射在晶圆上，就可以在晶圆上印出和屏
材质覆盖，这种材质的特性是当它被紫外线光照射到的部
再下来就开始芯片的生产啦！整块晶圆被一层薄薄的特殊
份，会变成可被溶液溶解。因此只要紫外 线光透过一个有
入纹路的硅晶了。
质成为保护硅的「保护膜」在下一步蚀刻时，有保护膜的
就会被溶掉，只剩下没被照射到的部份。剩下来的特殊材
上一步的时候说过，被紫外线光照射到的部份会变成可溶
解，所以这时候只要把晶圆泡在溶液 里，被照射到的部份
部份不会被蚀刻掉。最后再把 特殊材质洗掉，就变成有刻
桃红色的是绝缘体，浅蓝色是被加另一种料的部份。
部份用高速离子轰炸，就能改变硅的电气特性，形成不同
将不需要加料的部份同样的特殊材料保护起来，剩下来的
除了蚀刻纹路外，为晶圆「加料」也是一个常见的步骤。
的晶体管组件。在上图的的例子中，绿色是被加料的部份，
掉。
谁由芯片的设计所决定，但总而言之是非常复杂的。虽然
下一步，就是在晶体管之间拉细细的铜线。哪条线该连到
式，是将铜电镀到预先留好的洞里，再把多余的铜抛光磨
来，只留下未来要连接其它晶体管的接点。接点的制做方
迷你的晶体管完成后，最后一步就是将整个晶体管绝缘起
芯片表面上看起来是平的，但事实上可以有多达 20 层的
线穿缩在晶体管之间。
的芯片，先前测试不过关的不良品就此被抛弃。
看看有没有什么明显的大错误。然后晶圆被切割成一片片
线拉完之后，芯片本身的制作就完成了。接下来是简单的
测试，将一组特定的讯号送入芯片中，再比较输出的结果，
过关的芯片下一步就是「封装」，将脆弱的芯片装入一个
处理器接下来被送入机器做更进一步的检测和分级 — 同
保护套内。除了保护外，封装还有两个功能 — 下方绿色
是最终产品啦！
芯片，就是我们所说的处理器。
较低的频率，于是这之间就有了超频的空间。标好价，就
因为不同的市场需求，厂商会把质量比较好的芯片标成比
只是在这个步骤跟据质量被「分级」成不同的频率。有时
金属上盖则是连接散热片和风扇，为芯片散热。封装好的
的基板提供芯片和电脑之间的接口（「针脚」），上方的
一个系列但不同频率的芯片很有可能是来自同一块晶圆的，