CPU——中央處理器，世界上單位體積集成度最大的集成電路核心，也是唯一無(wú)法山寨的物品。CPU的制造過(guò)程代表了當(dāng)今世界科技發(fā)展的最高水平。

處理器的制造過(guò)程可以大致分為選取原料沙子(石英)、提純成硅錠、晶圓、光刻、蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測(cè)試與切割、核心封裝、等級(jí)測(cè)試、包裝上市等基本步驟。

硅熔煉成硅錠：通過(guò)多步凈化得到可用于半導(dǎo)體制造質(zhì)量的硅，學(xué)名電子級(jí)硅(EGS)，平均每一百萬(wàn)個(gè)硅原子中最多只有一個(gè)雜質(zhì)原子。

單晶硅錠呈圓柱形，重約100千克，硅純度達(dá)99.9999%。然后將硅錠橫向切割成圓形的單個(gè)硅片——晶圓(Wafer)。切割出的晶圓經(jīng)過(guò)拋光后變得幾乎完美無(wú)瑕。

對(duì)晶圓進(jìn)行光刻膠(Photo Resist)，在晶圓旋轉(zhuǎn)過(guò)程中澆上藍(lán)色的的光刻膠液體，晶圓旋轉(zhuǎn)可以讓光刻膠鋪的非常薄、平。

光刻膠層隨后透過(guò)掩模(Mask)被曝光在紫外線(UV)之下，變得可溶，期間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類似按下機(jī)械相機(jī)快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案，紫外線透過(guò)它照在光刻膠層上，就會(huì)形成微處理器的每一層電路圖案。

一塊晶圓上可以切割出數(shù)百個(gè)處理器，不過(guò)從這里開始把視野縮小到其中一個(gè)上，展示如何制作晶體管等部件。晶體管相當(dāng)于開關(guān)，控制著電流的方向。晶體管及其微小，一個(gè)針頭上就能放下大約3000萬(wàn)個(gè)。

溶解光刻膠：光刻過(guò)程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉，清除后留下的圖案和掩模上的一致。然后光刻，并洗掉曝光的部分。

離子注入：在真空系統(tǒng)中，用經(jīng)過(guò)加速，并摻雜原子的離子照射固體材料，從而在被注入的區(qū)域形成特殊的注入層，并改變這些區(qū)域的硅的導(dǎo)電性。經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速后，注入的離子流的速度可以超過(guò)30萬(wàn)千米每小時(shí)。

離子注入完成后，光刻膠也被清除，而注入?yún)^(qū)域(綠色部分)也已注入了不同的原子。這時(shí)候的綠色和之前已經(jīng)有所不同。

至此，晶體管的制造已經(jīng)基本完成。然后在絕緣層(紅色部分)上蝕刻出三個(gè)孔洞，并填充上銅，以便和其它晶體管互連。

電鍍銅層：在晶圓上電鍍一層硫酸銅，將銅離子沉淀到晶體管上。電鍍完成后，沉積在晶圓表面的銅離子形成一個(gè)薄薄的銅層。

拋光：將多余的銅拋光掉，也就是磨光晶圓表面。

磨光后的晶圓表面下顯露出金屬層，銅離子金屬層屬于晶體管級(jí)別，大約500納米。金屬層在不同晶體管之間形成復(fù)合互連金屬層，盡管芯片表面看起來(lái)異常平滑，但事實(shí)上包含20多層復(fù)雜的電路，形如未來(lái)世界的多層高速公路系統(tǒng)。

進(jìn)行晶圓測(cè)試：使用參考電路圖案和每一塊芯片進(jìn)行功能性測(cè)試，然后丟棄瑕疵內(nèi)核。

將晶圓切割成塊，尺寸300毫米/12英寸，每一塊就是一個(gè)處理器的內(nèi)核(Die)。

圖為Core i7的核心。

封裝CPU：將襯底(基片針腳)、內(nèi)核、散熱片堆疊在一起，就形成了我們看到的處理器的樣子。封裝級(jí)別，20毫米/1英寸。

最后一次等級(jí)測(cè)試：可以鑒別出每一顆處理器的關(guān)鍵特性，比如最高頻率、功耗、發(fā)熱量等，并決定處理器的等級(jí)。

制造、測(cè)試完畢的處理器包裝好后進(jìn)入市場(chǎng)。