江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）
中央处理器（CPU ， central processing unit）作为计算机系统的运算和控制核心 ， 是信息处理、程序运行的最终执行单元 ， 是运算和处理数据的核心 ， 又称为“微处理器” 。 现如今 ， 对于 PC， 甚至手机而言 ， CPU的规格与频率甚至直接被用来衡量电脑及手机性能强弱重要指标 。
CPU里面最重要的东西就是晶体管了 ， 提高CPU的速度 ， 最重要的就是提高单位面积里晶体管的数量 ， 由于CPU实在太精密 ， 里面组成了数目相当多的晶体管 ， 早在多年前就只能通过光刻工艺来进行加工了 。
晶体管可以在逻辑上直接理解为一个开关：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 ， 而这些开关能构建门电路 ， 进而组合成复杂的大规模运算器 ， 就成了CPU 。
制造CPU的基本原料
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 。
【江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）】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) 。
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 。 这一步是通过熔化硅原料 ， 然后将液态硅注入大型高温石英容器而完成的 。 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 。
制备好的单晶硅锭直径约在300mm左右 ， 重约100kg 。 而目前全球范围内都在生产直径12寸的硅圆片 ， 硅圆片尺寸越大 ， 效益越高 。
将制备好的单晶硅锭一头一尾切削掉 ， 并且对其直径修整至目标直径 ， 同时使用金刚石锯把硅锭切割成一片片厚薄均匀的晶圆（1mm） 。 有时候为了定出硅圆片的晶体学取向 ， 并适应IC制作过程中的装卸需要 ， 会在硅锭边缘切割出“取向平面”或“缺口”标记 。
研磨硅圆片
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