A sua CPU veio da areia
Sand. Composta de 25% de silício, é, depois do oxigénio, o segundo elemento químico mais abundante que existe na crosta terrestre. A areia, especialmente o quartzo, tem altas percentagens de silício na forma de dióxido de silício (SiO2) e é o ingrediente base para a fabricação de semicondutores.
Purificação e Crescimento
Após a obtenção da areia bruta e a separação do silício, o material em excesso é descartado e o silício é purificado em múltiplas etapas para finalmente alcançar a qualidade de fabricação de semicondutores, que é chamada de silício de grau eletrônico. A pureza resultante é tão grande que o silício de grau eletrônico pode ter apenas um átomo alienígena para cada um bilhão de átomos de silício. Após o processo de purificação, o silício entra na fase de fusão. Nesta imagem você pode ver como um grande cristal é cultivado a partir do silício purificado derretido. O monocristal resultante é chamado de lingote.
A Big Ingot
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Um lingote monocristal é produzido a partir de silício de grau eletrônico. Um lingote pesa aproximadamente 100 kg e tem uma pureza de silício de 99,9999%.
Ingot Slicing
O lingote é então movido para a fase de fatiagem, onde discos de silício individuais, chamados wafers, são fatiados finos. Alguns lingotes podem ficar a mais de 1,5 metros de altura. Existem vários diâmetros diferentes de lingotes, dependendo do tamanho do wafer necessário. Hoje em dia, as CPUs são normalmente feitas em pastilhas de 300 mm.
Polimento de pastilhas
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Corte de pastilhas, as pastilhas são polidas até terem uma superfície impecável e lisa em espelho. A Intel não produz seus próprios lingotes e wafers e, em vez disso, compra wafers prontos para fabricação em empresas terceirizadas. O avançado processo high-K/Metal Gate de 45 nm da Intel utiliza wafers com diâmetro de 300 mm (ou 12 polegadas). Quando a Intel começou a fazer chips, ela imprimiu circuitos em wafers de 50 mm (2 polegadas). Hoje em dia, a Intel usa wafers de 300 mm, resultando em custos menores por chip.
Aplicação Resistente à Foto
O líquido azul, representado acima, é um acabamento resistente à foto semelhante aos usados em filme para fotografia. A pastilha gira durante esta etapa para permitir uma distribuição uniforme do revestimento que é liso e também muito fino.
UV Exposição à luz
Nesta etapa, o acabamento foto-resistente é exposto à luz ultravioleta (UV). A reação química desencadeada pela luz UV é semelhante ao que acontece com o material filmado em uma câmera no momento em que você pressiona o botão do obturador.
Areas da resistência na pastilha que foram expostas à luz UV se tornarão solúveis. A exposição é feita usando máscaras que agem como stencils. Quando usadas com luz UV, as máscaras criam os vários padrões de circuito. A construção de uma CPU essencialmente repete este processo até que várias camadas sejam empilhadas umas sobre as outras.
A lente (meio) reduz a imagem da máscara a um pequeno ponto focal. A “impressão” resultante na pastilha é normalmente quatro vezes menor, linearmente, do que o padrão da máscara.
Mais Expondo
Na imagem temos uma representação de como um único transistor apareceria se pudéssemos vê-lo a olho nu. Um transistor atua como um interruptor, controlando o fluxo de corrente elétrica em um chip de computador. Os pesquisadores da Intel desenvolveram transístores tão pequenos que afirmam que cerca de 30 milhões deles poderiam caber na cabeça de um pino.
Photo Resist Washing
Após serem expostos à luz UV, as áreas expostas à foto azul são completamente dissolvidas por um solvente. Isto revela um padrão de foto-resistência feito pela máscara. O início dos transistores, interconexões e outros contatos elétricos começam a crescer a partir deste ponto.
Etching
A camada de foto-resistência protege o material do wafer que não deve ser gravado. Áreas que foram expostas serão gravadas com produtos químicos.
Photo Resist Removal
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Após a gravação, a foto-resistência é removida e a forma desejada torna-se visível.
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