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CPU是怎么制造出来的 鲜为人知的CPU制造过程大揭秘 (4)

百事数码
2018-05-02 21:18 电脑百事网 0

三、后工程——从划片到成品销售

14.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。

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15.晶圆切片、外观检查

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。

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未裂片的一个个CPU内核

16.装片

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。

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17.封装

装片作业仅仅是完成了芯片的固定,还未实现电气的连接,因此还需要与封装基板上的触点结合。现在通常使用倒装片形式,即有触点的正面朝下,并预先用焊料形成凸点,使得凸点与相应的焊盘对准,通过热回流焊或超声压焊进行连接。

封装也可以说是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,它不仅起着安放、固定、密封、保护芯片,还可以增强导热性能的作用。目前像Intel近些年都采用LGA封装,在核心与封装基板上的触点连接后,在核心涂抹散热硅脂或者填充钎焊材料,最后封装上金属外壳,增大核心散热面积,保护芯片免受散热器直接挤压。

至此,一颗完整的CPU处理器就诞生了。

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18.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。

19.装箱零售

CPU完成最终的等级划测试后,就会分箱进行包装,进入OEM、零售等渠道。

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现在进入了科技时代,极度依赖计算机科学与技术,其中的CPU又是各种计算机必不可少重要部件。暂且不论架构上的设计,仅仅在CPU的制作上就凝聚了全人类的智慧,基本上当今世界上最先进的工艺、生产技术、尖端机械全部都投入到了该产业中。因此半导体产业集知识密集型、资本密集型于一身的高端工业。

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CPU制造全过程图解

一条完整而最先进CPU生产线投资起码要数十亿人民币,而且其中占大头的是前工程里面的光刻机、掩膜板、成膜机器、扩散设备,占到总投资的70%,这些都是世界上最精密的仪器,每一台都价值不菲。作为参照,CPU工厂建设、辅助设备、超净间建设费用才占到20%。

不知道大家看到这里,觉得最低几百块就可以买到一颗汇聚人类智慧结晶的CPU,还值不值呢?

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