江湖车侠|CPU是如何制造出来的(全程高清图解)( 五 )
晶圆级测试
前工程与后工程之间 , 夹着一个Good-Chip/Wafer检测工程 , 简称G/W检测 。 目的在于检测每一块晶圆上制造的一个个芯片是否合格 。 通常会使用探针与IC的电极焊盘接触进行检测 , 传输预先编订的输入信号 , 检测IC输出端的信号是否正常 , 以此确认芯片是否合格 。
由于目前IC制造广泛采用冗余度设计 , 即便是“不合格”芯片 , 也可以采用冗余单元置换成合格品 , 只需要使用激光切断预先设计好的熔断器即可 。 当然 , 芯片有着无法挽回的严重问题 , 将会被标记上丢弃标签 。
内核级别 , 大约10毫米/0.5英寸 。 图中是晶圆的局部 , 正在接受第一次功能性测试 , 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比 。
晶圆切片(Slicing)
IC内核在晶圆上制作完成并通过检测后后 , 就进入了划片阶段 。 划片使用的划刀是粘附有金刚石颗粒的极薄的圆片刀 , 其厚度仅为人类头发的1/3 。 将晶圆上的每一个IC芯片切划下来 , 形成一个内核Die 。
裂片完成后还会对芯片进行外观检查 , 一旦有破损和伤痕就会抛弃 , 前期G/W检查时发现的瑕疵品也将一并去除 。
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 。
单个内核:内核级别 。 从晶圆上切割下来的单个内核 , 这里展示的是Core i7的核心 。
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 。
芯片进行检测完成后只能算是一个半成品 , 因为不能被消费者直接使用 。 还需要经过装片作业 , 将内核装配固定到基片电路上 。 装片作业全程由于计算机控制的自动固晶机进行精细化操作 。
等级测试
CPU制造完成后 , 还会进行一次全面的测试 。 测试出每一颗芯片的稳定频率、功耗、发热 , 如果发现芯片内部有硬件性缺陷 , 将会做硬件屏蔽措施 , 因此划分出不同等级类型CPU , 例如Core i7、i5、i3 。 这里说明一下 , 高中低档的cpu制作成本是一样的 , 只是最后测试时 , 性能高的就是高端 , 性能低的就是入门级 。
装箱:根据等级测试结果将同样级别的处理器放在一起装运 。
零售包装:制造、测试完毕的处理器要么批量交付给OEM厂商 , 要么放在包装盒里进入零售市场 。
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 。
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