Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu
Článek Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu

Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu

Tomáš Šulc

Tomáš Šulc

22. 6. 2012 00:00 41

Seznam kapitol

1. Integrované obvody jsou všude 2. Křemík — základní materiál pro výrobu procesoru 3. Polovodiče typu P a N — základ tranzistoru 4. Od písku k čistému křemíku
5. Tažení křemíkového ingotu 6. Řezání a broušení waferů 7. Lapování a leptání 8. Leštění, čištění a kontrola waferů

Procesor a další integrované obvody má ve svém počítači každý z nás. Jen málokdo však ví, jak složitá je výroba miniaturních obvodů s až miliardami tranzistorů, která často zabere i několik měsíců. V první části seriálu vám umožníme nahlédnout do procesu výroby moderního procesoru od křemenného písku až k dokonale čistému křemíkovému waferu.

Reklama
Reklama
Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu


plošný spoj jednoduchého mobilního telefonu obsahuje desítky integrovaných obvodů

Počítače a integrované obvody obecně se dnes požívají v každém oboru. V automobilovém průmyslu k vývoji, řízení výroby i samotných automobilech (elektronické podpůrné systémy, navigace, rádia), ve vědě ke složitým simulacím a analýze výsledků pokusů, v pivovarech k řízení výroby a v obchodech třeba jako pokladní systémy. Protože člověk vyžaduje stále výkonnější zařízení s co možná nejnižšími výrobními náklady, je velká snaha vyrábět integrované obvody stále menší a menší. Jen tak je totiž možné vyrobit výkonnější a současně funkční obvod s dnes už jednotkami miliard tranzistorů.

Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu


tranzistor MOSFET v pouzdře TO220

Obecně platí, že základem každého moderního integrovaného obvodu jsou unipolární tranzistory MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tranzistor — tranzistor řízený polem s hradlem složeným z přechodu kov, oxid, polovodič). Integrovaný obvod se však nemusí skládat jen z těchto tranzistorů, ve velké většině případů (především v analogové technice) jsou v integrovaných obvodech také odpory a kondenzátory (často se jako kondenzátory cíleně používají parazitní kapacity v tranzistorech). Funkcí tranzistorů a výhodami/nevýhodami jednotlivých typů tranzistorů se však v tomto článku nebudeme zabývat, hlavním cílem je představit jednotlivé kroky používané při výrobě integrovaného obvodu se zaměřením na moderní mikroprocesory.

Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu


integrovaný obvod GK110 od nVidie — 7,1 miliardy tranzistorů, vyrobeno litografií 28 nm, plocha čipu 550 mm2

Integrovaný obvod nad tímto odstavcem pravděpodobně poznala většina čtenářů. Jde o fotografii nezapouzdřeného obvodu GK110 (ve slangu se takové fotografii říká die), v současné době nejsložitějšího sériově vyráběného integrovaného obvodu. Vyráběn je pomocí 28nm litografie, je v něm celkem 7,1 miliardy tranzistorů a jeho plocha je na poměry integrovaného obvodu obřích 550 milimetrů čtverečních. A právě na to, z jakých materiálů a jakými postupy lze takovýto integrovaný obvod vyrobit, se srozumitelnou formou pokusím odhalit v následujících kapitolách.

Předchozí
Další
Reklama
Reklama

Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.

Reklama
Reklama

Byl detekován AdBlock

PCTuning je komunitní web, jehož hlavním příjmem je reklama. Zvažte prosím vypnutí AdBlocku, ať můžeme všem čtenářům i nadále přinášet kvalitní herní zpravodajství, články a videa.

Děkujeme!

Váš tým PCTuning