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什么是陶瓷?建筑陶瓷有哪些类型?

  陶瓷通常是指以黏土为主要原料,经原料处理、成型、熔烧而成的无机 非金属材料。从产品的种类来说,陶瓷可分为陶和瓷两大部分。陶的烧结程 度较低,有一定的吸水率(大于10%),断面粗糙无光,不透明,敲之声音 粗哑,可施釉也可不施釉。瓷的坯体致密,烧结程度很高,基本不吸水 (吸水率小于1%),有一定的半透明性,敲击时声音清脆,通常都施釉。

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CPU的内部是怎样的?

CPU的内部结构 现在我们已经大概知道CPU是负责些什么事情,但是具体由哪些部件负责处理数据和执行程序呢? 1。算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit) ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础,辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路,在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的,这里就相当于工厂中的生产线,负责运算数据。 2。寄存器组 RS(Register Set或Registers) RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方,里面保存着那些等待处理的数据,或已经处理过的数据,CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用寄存器,可以减少CPU访问内存的次数,从而提高了CPU的工作速度。但因为受到芯片面积和集成度所限,寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的,分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途。通用寄存器的数目因微处理器而异。 3。控制单元(Control Unit) 正如工厂的物流分配部门,控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器0C(Operation Controller)三个部件组成,对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器IR中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器OC,按确定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。 4。总线(Bus) 就像工厂中各部位之间的联系渠道,总线实际上是一组导线,是各种公共信号线的集合,用于作为电脑中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。直接和CPU相连的总线可称为局部总线。其中包括: 数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus) 、控制总线CB(Control Bus)。其中,数据总线用来传输数据信息;地址总线用于传送CPU发出的地址信息;控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。 CPU的工作流程 由晶体管组成的CPU是作为处理数据和执行程序的核心,其英文全称是:Central Processing Unit,即中央处理器。首先,CPU的内部结构可以分为控制单元,逻辑运算单元和存储单元(包括内部总线及缓冲器)三大部分。CPU的工作原理就像一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(程序指令),经过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储单元)中,最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。在这个过程中,我们注意到从控制单元开始,CPU就开始了正式的工作,中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理,交到存储单元代表工作的结束。 数据与指令在CPU中的运行 刚才已经为大家介绍了CPU的部件及基本原理情况,现在,我们来看看数据是怎样在CPU中运行的。我们知道,数据从输入设备流经内存,等待CPU的处理,这些将要处理的信息是按字节存储的,也就是以8位二进制数或8比特为1个单元存储,这些信息可以是数据或指令。数据可以是二进制表示的字符、数字或颜色等等。而指令告诉CPU对数据执行哪些操作,比如完成加法、减法或移位运算。 我们假设在内存中的数据是最简单的原始数据。首先,指令指针(Instruction Pointer)会通知CPU,将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址),可以根据这些地址把数据取出,通过地址总线送到控制单元中,指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令,翻译成CPU可以执行的形式,然后决定完成该指令需要哪些必要的操作,它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算,告诉指令读取器什么时候获取数值,告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。 假如数据被送往算术逻辑单元,数据将会执行指令中规定的算术运算和其他各种运算。当数据处理完毕后,将回到寄存器中,通过不同的指令将数据继续运行或者通过DB总线送到数据缓存器中。 基本上,CPU就是这样去执行读出数据、处理数据和往内存写数据3项基本工作。但在通常情况下,一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作,CPU的工作就是执行这些指令,完成一条指令后,CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。这个过程不断快速地重复,快速地执行一条又一条指令,产生你在显示器上所看到的结果。我们很容易想到,在处理这么多指令和数据的同时,由于数据转移时差和CPU处理时差,肯定会出现混乱处理的情况。为了保证每个操作准时发生,CPU需要一个时钟,时钟控制着CPU所执行的每一个动作。时钟就像一个节拍器,它不停地发出脉冲,决定CPU的步调和处理时间,这就是我们所熟悉的CPU的标称速度,也称为主频。主频数值越高,表明CPU的工作速度越快。 如何提高CPU工作效率 既然CPU的主要工作是执行指令和处理数据,那么工作效率将成为CPU的最主要内容,因此,各CPU厂商也尽力使CPU处理数据的速度更快。 根据CPU的内部运算结构,一些制造厂商在CPU内增加了另一个算术逻辑单元(ALU),或者是另外再设置一个处理非常大和非常小的数据浮点运算单元(Floating Point Unit,FPU),这样就大大加快了数据运算的速度。 而在执行效率方面,一些厂商通过流水线方式或以几乎并行工作的方式执行指令的方法来提高指令的执行速度。刚才我们提到,指令的执行需要许多独立的操作,诸如取指令和译码等。最初CPU在执行下一条指令之前必须全部执行完上一条指令,而现在则由分布式的电路各自执行操作。也就是说,当这部分的电路完成了一件工作后,第二件工作立即占据了该电路,这样就大大增加了执行方面的效率。 另外,为了让指令与指令之间的连接更加准确,现在的CPU通常会采用多种预测方式来控制指令更高效率地执行。一、物理构造1、cpu内核:cpu的中间就是我们平时称作核心芯片或cpu内核的地方,这颗由单晶硅做成的芯片可以说是电脑的大脑了,所有的计算、接受/存储命令、处理数据都是在这指甲盖大小的地方进行的。目前绝大多数cpu都采用了一种翻转内核的封装形式,也就是说平时我们所看到的cpu内核其实是这颗硅芯片的底部,它是翻转后封装在陶瓷电路基板上的,这样的好处是能够使cpu内核直接与散热装置接触。这种技术也被使用在当今绝大多数的cpu上。而cpu核心的另一面,也就是被盖在陶瓷电路基板下面的那面要和外界的电路相连接。现在的cpu都有以千万计算的晶体管,它们都要连到外面的电路上,而连接的方法则是将每若干个晶体管焊上一根导线连到外电路上。例如duron核心上面需要焊上3000条导线,而奔腾4的数量为5000条,用于服务器的64位处理器itanium则达到了7500条。这么小的芯片上要安放这么多的焊点,这些焊点必须非常的小,设计起来也要非常的小心。由于所有的计算都要在很小的芯片上进行,所以cpu内核会散发出大量的热,核心内部温度可以达到上百度,而表面温度也会有数十度,一旦温度过高,就会造成cpu运行不正常甚至烧毁,因此很多电脑书籍或者杂志都会常常强调对cpu散热的重要性。至于cpu内核的内部结构,就更为复杂了,cpu的基本运算操作有三种:读取数据、对数据进行处理、然后把数据写回到存储器上。对于由最简单的信息构成的数据,cpu只需要四个部分来实现它对数据的操作:指令、指令指示器、寄存器、算术逻辑单元,此外,cpu还包括一些协助基本单元完成工作的附加单元等。2、cpu的基板:cpu基板就是承载cpu内核用的电路板,它负责内核芯片和外界的一切通讯,并决定这一颗芯片的时钟频率,在它上面,有我们经常在电脑主板上见到的电容、电阻,还有决定了cpu时钟频率的电路桥(俗称金手指),在基板的背面或者下沿,还有用于和主板连接的针脚或者卡式接口。比较早期的cpu基板都是采用陶瓷制成的,目前amd的duron仍然采用这种材料,而最新的cpu,例如p3、celeron2,palomino内核的athlonxp,都转用了有机物制造,它能提供更好的电气和散热性能。最后,在cpu内核和cpu基板之间,还有一种填充物,这种填充物的作用是用来缓解来自散热器的压力以及固定芯片和电路基板,由于它连接着温度有较大差异的两个方面,所以必须保证十分的稳定,它的质量的优劣有时就直接影响着整个cpu的质量。二、cpu封装方式和插座1、cpu封装方式设计制作好的cpu硅片将通过几次严格的测试,若合格就会送至封装厂切割、划分成用于单个cpu的硅模并置入到封装中。”封装”不但是给cpu穿上外衣,更是它的保护神,否则cpu的核心就不能与空气隔离和避免尘埃的侵害。此外,良好的封装设计还能有助于cpu芯片散热,并很好的让cpu与主板连接,因此封装技术本身就是高科技产品的组成部分。cpu的封装也是一种不断发展与更新的技术。目前最常见的是pga(pin-grid array,针栅阵列)封装,通常这种封装是正方形的,或者是长方形的,在cpu的边缘周围均匀的分布着三、四排甚至更多排的引脚,引脚能插入主板cpu插座上对应的插孔,从而实现与主板的连接。随着cpu总线带度的增加(参阅后面的内容)、功能的增强,cpu的引脚数目也在不断地增多,同时对散热和各种电气特性的要求也更高,这就演化出了spga(staggered pin-grid array,交错针栅阵列),ppga(plastic pin-grid array,塑料针栅阵列)等封装方式。奔腾ⅲcoppermine(铜矿) cpu,以及amd公司的部分产品采用了一种独特的fc-pga(flip chip pin-grid array,反转芯片针栅阵列)封装技术,把以往倒挂在封装基片下的核心翻转180度,稳坐于封装基片之上,这样可以缩短连线,并有利散热。2、pu和主板连接方式cpu和主板连接的接口,主要有两类有,一类是卡式接口,称为slot,卡式接口的cpu像我们经常用的各种扩展卡,例如显卡、声卡、网卡等,是竖立插到主板上的,当然主板上必须有对应slot插槽。另一类是针脚式接口,称为socket,socket接口的cpu有数百个针脚(因为针脚数目不同而称为socket 478、socket 462、socket 423等),一一对应插在主板cpu插座的针孔上。cpu的接口和主板插座必须完全吻合,例如slot 1接口的cpu只能连在具备slot 1插槽的主板上,socket 478接口的cpu只能连在具备socket 478插座的主板上,也曾经出现过配备了两种插座的主板,例如精英双子星主板,就同时具备了slot 1插槽和socket 370插座,但目前这类主板已经很少了。

CPU都是用什么材料做成的?

作为计算机的核心组件,CPU(Central Processor Unit,中央处理器)在用户的心中一直是十分神秘的:在多数用户的心目中,它都只是一个名词缩写,他们甚至连它的全写都拚不出来;在一些硬件高手的眼里,CPU也至多是一块十余平方厘米,有很多脚的块块儿,而CPU的核心部分甚至只有不到一平方厘米大。他们知道这块不到一平方厘米大的玩意儿是用多少微米工艺制成的,知道它集成了几亿几千万晶体管,但鲜有了解CPU的制造流程者。今天,就让我们来详细的了解一下,CPU是怎样练成的。

多数人都知道,现代的CPU是使用硅材料制成的。硅是一种非金属元素,从化学的角度来看,由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处,所以具有半导体的性质,适合于制造各种微小的晶体管,是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。从某种意义上说,沙滩上的沙子的主要成分也是硅(二氧化硅),而生产CPU所使用的硅材料,实际上就是从沙子里面提取出来的。当然,CPU的制造过程中还要使用到一些其它的材料,这也就是为什么我们不会看到Intel或者AMD只是把成吨的沙子拉往他们的制造厂。同时,制造CPU对硅材料的纯度要求极高,虽然来源于廉价的沙子,但是由于材料提纯工艺的复杂,我们还是无法将一百克高纯硅和一吨沙子的价格相提并论。

制造CPU的另一种基本材料是金属。金属被用于制造CPU内部连接各个元件的电路。铝是常用的金属材料之一,因为它廉价,而且性能不差。而现今主流的CPU大都使用了铜来代替铝,因为铝的电迁移性太大,已经无法满足当前飞速发展的CPU制造工艺的需要。所谓电迁移,是指金属的个别原子在特定条件下(例如高电压)从原有的地方迁出。

很显然,如果不断有原子从连接元件的金属微电路上迁出,电路很快就会变得千疮百孔,直到断路。这也就是为什么超频者尝试对Northwood Pentium 4的电压进行大幅度提升时,这块悲命的CPU经常在“突发性Northwood死亡综合症(Sudden Northwood Death Syndrome,SNDS)”中休克甚至牺牲的原因。SNDS使得Intel第一次将铜互连(Copper Interconnect)技术应用到CPU的生产工艺中。铜互连技术能够明显的减少电迁移现象,同时还能比铝工艺制造的电路更小,这也是在纳米级制造工艺中不可忽视的一个问题。

不仅仅如此,铜比铝的电阻还要小得多。种种优势让铜互连工艺迅速取代了铝的位置,成为CPU制造的主流之选。除了硅和一定的金属材料之外,还有很多复杂的化学材料也参加了CPU的制造工作。

解决制造CPU的材料的问题之后,我们开始进入准备工作。在准备工作的过程中,一些原料将要被加工,以便使其电气性能达到制造CPU的要求。其一就是硅。首先,它将被通过化学的方法提纯,纯到几乎没有任何杂质。同时它还得被转化成硅晶体,从本质上和海滩上的沙子划清界限。

在这个过程中,原材料硅将被熔化,并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种,以便硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅。如果你在高中时把硫酸铜结晶实验做的很好,或者看到过单晶冰糖是怎么制造的,相信这个过程不难理解。同时你需要理解的是,很多固体物质都具有晶体结构,例如食盐。CPU制造过程中的硅也是这样。小心而缓慢的搅拌硅的熔浆,硅晶体包围着晶种向同一个方向生长。最终,一块硅锭产生了。

现在的硅锭的直径大都是200毫米,而CPU厂商正在准备制造300毫米直径的硅锭。在确保质量不变的前提下制造更大的硅锭难度显然更大,但CPU厂商的投资解决了这个技术难题。建造一个生产300毫米直径硅锭的制造厂大约需要35亿美元,Intel将用其产出的硅材料制造更加复杂的CPU。而建造一个相似的生产200毫米直径硅锭的制造厂只要15亿美元。作为第一个吃螃蟹的人,Intel显然需要付出更大的代价。花两倍多的钱建造这样一个制造厂似乎很划不来,但从下文可以看出,这个投资是值得的。硅锭的制造方法还有很多,上面介绍的只是其中一种,叫做CZ制造法。

硅锭造出来了,并被整型成一个完美的圆柱体,接下来将被切割成片状,称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU的制造。一般来说,晶圆切得越薄,相同量的硅材料能够制造的CPU成品就越多。接下来晶圆将被磨光,并被检查是否有变形或者其它问题。在这里,质量检查直接决定着CPU的最终良品率,是极为重要的。

有问题的晶圆将被掺入适当的其它材料,用以在上面制造出各种晶体管。掺入的材料沉积在硅原子之间的缝隙中。目前普遍使用的晶体管制造技术叫做CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductors,互补式金属氧化物半导体)技术,相信这个词你经常见到。简单的解释一下,CMOS中的C(Complementary)是指两种不同的MOS电路“N”电路和“P”电路之间的关系:它们是互补的。

在电子学中,“N”和“P”分别是Negative和Positive的缩写,用于表示极性。可以简单的这么理解,在“N”型的基片上可以安装“P”井制造“P”型的晶体管,而在“P”型基片上则可以安装“N”井制造“N”型晶体管。在多数情况下,制造厂向晶圆里掺入相关材料以制造“P”基片,因为在“P”基片上能够制造出具有更优良的性能,并且能有效的节省空间的“N”型晶体管;而这个过程中,制造厂会尽量避免产生“P”型晶体管。

接下来这块晶圆将被送入一个高温熔炉,当然这次我们不能再让它熔化了。通过密切监控熔炉内的温度、压力和加热时间,晶圆的表面将被氧化成一层特定厚度的二氧化硅(SiO2),作为晶体管门电路的一部分—基片。如果你学过逻辑电路之类的,你一定会很清楚门电路这个概念。通过门电路,输入一定的电平将得到一定的输出电平,输出电平根据门电路的不同而有所差异。电平的高低被形象的用0和1表示,这也就是计算机使用二进制的原因。在Intel使用90纳米工艺制造的CPU中,这层门电路只有5个原子那么厚。

准备工作的最后一步是在晶圆上涂上一层光敏抗蚀膜,它具有光敏性,并且感光的部分能够被特定的化学物质清洗掉,以此与没有曝光的部分分离。

完成门电路

这是CPU制造过程中最复杂的一个环节,这次使用到的是光微刻技术。可以这么说,光微刻技术把对光的应用推向了极限。CPU制造商将会把晶圆上覆盖的光敏抗蚀膜的特定区域曝光,并改变它们的化学性质。而为了避免让不需要被曝光的区域也受到光的干扰,必须制作遮罩来遮蔽这些区域。想必你已经在Photoshop之类的软件里面认识到了遮罩这个概念,在这里也大同小异。

在这里,即使使用波长很短的紫外光并使用很大的镜头,也就是说,进行最好的聚焦,遮罩的边缘依然会受到影响,可以简单的想象成边缘变模糊了。请注意我们现在讨论的尺度,每一个遮罩都复杂到不可想象,如果要描述它,至少得用10GB的数据,而制造一块CPU,至少要用到20个这样的遮罩。对于任意一个遮罩,请尝试想象一下北京市的地图,包括它的郊区;然后将它缩小到一块一平方厘米的小纸片上。最后,别忘了把每块地图都连接起来,当然,我说的不是用一条线连连那么简单。

当遮罩制作完成后,它们将被覆盖在晶圆上,短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使之曝光。接下来停止光照并移除遮罩,使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜,以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅。

当剩余的光敏抗蚀膜也被去除之后,晶圆上留下了起伏不平的二氧化硅山脉,当然你不可能看见它们。接下来添加另一层二氧化硅,并加上了一层多晶硅,然后再覆盖一层光敏抗蚀膜。多晶硅是上面提到的门电路的另一部分,而以前这是用金属制造而成的(即CMOS里的M:Metal)。光敏抗蚀膜再次被盖上决定这些多晶硅去留的遮罩,接受光的洗礼。然后,曝光的硅将被原子轰击,以制造出N井或P井,结合上面制造的基片,门电路就完成了。

可能你会以为经过上面复杂的步骤,一块CPU就已经差不多制造完成了。实际上,到这个时候,CPU的完成度还不到五分之一。接下来的步骤与上面所说的一样复杂,那就是再次添加二氧化硅层,再次蚀刻,再次添加……重复多遍,形成一个3D的结构,这才是最终的CPU的核心。每几层中间都要填上金属作为导体。Intel的Pentium 4处理器有7层,而AMD的Athlon 64则达到了9层。层数决定于设计时CPU的布局,以及通过的电流大小。

测试、测试和测试

在经过几个星期的从最初的晶圆到一层层硅、金属和其它材料的CPU核心的制造过程之后,该是看看制造出来的这个怪物的时候了。这一步将测试晶圆的电气性能,以检查是否出了什么差错,以及这些差错出现在哪个步骤(如果可能的话)。接下来,晶圆上的每个CPU核心都将被分开(不是切开)测试。

通过测试的晶圆将被切分成若干单独的CPU核心,上面的测试里找到的无效的核心将被放在一边。接下来核心将被封装,安装在基板上。然后,多数主流的CPU将在核心上安装一块集成散热反变形片(Integrated Heat Spreader,IHS)。每块CPU将被进行完全测试,以检验其全部功能。某些CPU能够在较高的频率下运行,所以被标上了较高的频率;而有些CPU因为种种原因运行频率较低,所以被标上了较低的频率。最后,个别CPU可能存在某些功能上的缺陷,如果问题出在缓存上(缓存占CPU核心面积的一半以上),制造商仍然可以屏蔽掉它的部分缓存,这意味着这块CPU依然能够出售,只是它可能是Celeron,可能是Sempron,或者是其它的了。

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。

读完这些,相信你已经对CPU的制造流程有了一些比较深入的认识。CPU的制造,可以说是集多方面尖端科学技术之大成,CPU本身也就那么点大,如果把里面的材料分开拿出来卖,恐怕卖不了几个钱。然而CPU的制造成本是非常惊人的,从这里或许我们可以理解,为什么这东西卖这么贵了。cpu作为电脑的核心组成部份,它的好坏直接影响到电脑的性能。下面是学习啦慧格教程带来的关于电脑cpu是什么材料做成的的内容,欢迎阅读!

电脑cpu是什么材料做成的:

cpu制造工艺又叫做cpu制程,它的先进与否决定了cpu的性能优劣。cpu的制造是一项极为复杂的过程,当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产cpu的能力。cpu的发展史也可以看作是制作工艺的发展史。几乎每一次制作工艺的改进都能为cpu发展带来最强大的源动力,无论是intel还是amd,制作工艺都是发展蓝图中的重中之重。

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生产流程编辑要了解cpu的生产工艺,我们需要先知道cpu是怎么被制造出来的。

(1) 硅提纯生产cpu等芯片的材料是半导体,现阶段主要的材料是硅si,这是一种非金属元素,从化学的角度来看,由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处,所以具有半导体的性质,适合于制造各种微小的晶体管,是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。在硅提纯的过程中,原材料硅将被熔化,并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种,以便硅晶体围着这颗晶种生长,直到形成一个几近完美的单晶硅。以往的硅锭的直径大都是300毫米,而cpu厂商正在增加300毫米晶圆的生产。

(2)切割晶圆硅锭造出来了,并被整型成一个完美的圆柱体,接下来将被切割成片状,称为晶圆。晶圆才被真正用于cpu的制造。所谓的“切割晶圆”也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片,并将其划分成多个细小的区域,每个区域都将成为一个cpu的内核(die)。一般来说,晶圆切得越薄,相同量的硅材料能够制造的cpu成品就越多。

(3)影印(photolithography)在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻(photoresist)物质,紫外线通过印制着cpu复杂电路结构图样的模板照射硅基片,被紫外线照射的地方光阻物质溶解。而为了避免让不需要被曝光的区域也受到光的干扰,必须制作遮罩来遮蔽这些区域。这是个相当复杂的过程,每一个遮罩的复杂程度得用10gb数据来描述。

(4)蚀刻(etching)这是cpu生产过程中重要操作,也是cpu工业中的重头技术。蚀刻技术把对光的应用推向了极限。蚀刻使用的是波长很短的紫外光并配合很大的镜头。短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使之曝光。接下来停止光照并移除遮罩,使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜,以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅。然后,曝光的硅将被原子轰击,使得暴露的硅基片局部掺杂,从而改变这些区域的导电状态,以制造出n井或p井,结合上面制造的基片,cpu的门电路就完成了。

(5)重复、分层为加工新的一层电路,再次生长硅氧化物,然后沉积一层多晶硅,涂敷光阻物质,重复影印、蚀刻过程,得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。重复多遍,形成一个3d的结构,这才是最终的cpu的核心。每几层中间都要填上金属作为导体。intel的pentium 4处理器有7层,而amd的athlon 64则达到了9层。层数决定于设计时cpu的布局,以及通过的电流大小。

(6)封装这时的cpu是一块块晶圆,它还不能直接被用户使用,必须将它封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。封装结构各有不同,但越高级的cpu封装也越复杂,新的封装往往能带来芯片电气性能和稳定性的提升,并能间接地为主频的提升提供坚实可靠的基础。

(7)多次测试测试是一个cpu制造的重要环节,也是一块cpu出厂前必要的考验。这一步将测试晶圆的电气性能,以检查是否出了什么差错,以及这些差错出现在哪个步骤(如果可能的话)。接下来,晶圆上的每个cpu核心都将被分开测试。由于sram(静态随机存储器,cpu中缓存的基本组成)结构复杂、密度高,所以缓存是cpu中容易出问题的部分,对缓存的测试也是cpu测试中的重要部分。每块cpu将被进行完全测试,以检验其全部功能。某些cpu能够在较高的频率下运行,所以被标上了较高的频率;而有些cpu因为种种原因运行频率较低,所以被标上了较低的频率。最后,个别cpu可能存在某些功能上的缺陷,如果问题出在缓存上,制造商仍然可以屏蔽掉它的部分缓存,这意味着这块cpu依然能够出售,只是它可能是celeron等低端产品。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和缓存的不同,它们被放进不同的包装,销往世界各地。简单的说

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