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CPU是不是人造物的巅峰这个我不知道 ， 我知道的是就目前来说从制造的工艺复杂度来说 ， 在民用这个级别可以说是没有一个能够和CPU的复杂度能比较了 ， 要说这是民用级别的造物巅峰是真的一点也不为过 ， 废话不多说先放几张图看看 。 上面这种图就是在特殊机器下透视的出来的结果 ， 可以非常清晰的看见CPU内部的层状结构 ， 越往下线宽越窄 ， 越靠近器件层 。 这可是放大了几千倍才能看到的结果 ， 你就想一下 ， 在一个针尖大小的面积按照现在工艺可以放下3000个左右的MOS管 ， 可想而知这是一种多么复杂惊人的工艺水准 ， 再来看下截面图
以上界面图是CPU的和讯截面图 ， 大概有十层 ， 其中最下层为器件层 ， 即是MOSFET晶体管 。 而这些晶体管基本都是纳米级别的 ， 想一想要在比指甲盖大的芯片上封装几亿个晶体管并且还要将这几亿个晶体管用铜线连接起来你就想想这是一个多么可怕的过程 。 先来看看我们人类是如何将自己的智慧去解决这么复杂的一项工程的 。
按照CPU的制作工作原理 ， 从沙子原料(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、这系列的过程只是一个大的过程 ， 要是在细分其中的小工艺整个工艺过程都在几百个 。 首先你的要熔炼硅 ， 做成一个纯度达到99.99999%的硅锭 ， 相当于一百万个硅原子中最多只能掺杂一个杂质 ， 然后通过切割的方式会得到一个晶圆 ， 也就是单个硅晶片 。
但是你要看到的是下图当中的硅晶片其中有一个技术就是抛光 ， 别说其他的技术就是这个抛光技术世界上也就那么几个国家能够掌握 ， 其中我国也不具备 。 下面即使光刻胶说白了就是在硅晶片上涂抹一层光刻胶 ， 但是这个涂抹是非常有技术的 ， 是非常薄的一层薄膜这个技术也是比较难掌握的 。
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 。 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 。
【CPU|再次确认CPU是人造物的巅峰】
紧接着就是粒子注入 ， 也就是掺杂制作出PN节 。 有了这一步基本上一个mos管大概样的样子就形成了 。 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 ， 最终在通过磨平将上面一层的铜层磨掉 ， 一个真正的mos管就制作成功了 。 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 。 然后再把各个晶体管连接起来 ， 大约500纳米 。 在不同晶体管之间形成复合互连金属层 ， 具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性 。 芯片表面看起来异常平滑 ， 但事实上可能包含复杂的电路 ， 放大之后可以看到极其复杂的电路网络 ， 形如未来派的多层高速公路系统 。
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