Производство процессоров Содержание кремния в земной коре составляет порядка 25-30% по массе, благ / Хочу создать процессор в домашних условиях :: много букв :: интересное (интересные факты, картинки и истории ) :: процесор :: geek (Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор)

процесор много букв интересное geek Хочу создать процессор в домашних условиях 
Производство процессоров
Содержание кремния в земной коре составляет порядка 25-30% по массе, благодаря чему по распространённости этот элемент занимает второе место после кислорода. Песок, особенно кварцевый, имеет высокий процент содержания кремния в виде диоксида кремния (БЮг) и в начале
Подробнее
Производство процессоров Содержание кремния в земной коре составляет порядка 25-30% по массе, благодаря чему по распространённости этот элемент занимает второе место после кислорода. Песок, особенно кварцевый, имеет высокий процент содержания кремния в виде диоксида кремния (БЮг) и в начале производственного процесса является базовым компонентом для создания полупроводников. Первоначально берется в виде песка, который в дуговьис печах (при температуре около 18оо°С) восстанавливают коксом: БЮг + 2С = 81 + 2СО Такой кремний носит название «технический» и имеет чистоту 98-99.9%. Для производства процессоров требуется гораздо более чистое сырье, называемое «электронным кремнием» — в таком должно быть не более одного чужеродного атома на миллиард атомов кремния. Для очистки до такого уровня, кремний буквально «рождается заново». Путем хлорирования технического кремния получают тетрахлорид кремния фСЦ.), который в дальнейшем преобразуется в трихлорсилан фНС13): 381(114 + 2Н2 + 81= 48|НС1з Данные реакции с использованием рецикла образующихся побочных кремнийсодержащих веществ снижают себестоимость и устраняют экологические проблемы: 28[НС13 = БИНгОи + Б^СЦ гБПЧгСк = 5ПЧ3С[ + 51НС13 25П43С[ = БП-Ц + БПЧгСЬ 5[Н4 = + 2Н2 Получившийся в результате водород можно много где использовать, но самое главное то, что был получен «электронный» кремний, чистый-пречистый (99,9999999%). Муть позже в расплав такого кремния опускается затравка («точка роста»), которая постепенно вытягивается из тигля. В результате образуется так называемая «буля» — монокристалл высотой со взрослого человека. Вес соответствующий — на производстве такая дуля весит порядка юо кг. Слиток режут алмазной пилой. На выходе — пластины толщиной около т мм и диаметром 300 мм. Когда-то давно 1п<;е1 использовала диски диаметром 50мм (2"), а в ближайшем будущем уже планируется переход на пластины с диаметром в 450мм — это оправдано как минимум с точки зрения снижения затрат на производство чипов. К слову об экономии — все эти кристаллы выращиваются вне 1п(е(; для процессорного производства они закупаются в другом месте. Каждую пластину полируют, делают идеально ровной, доводя ее поверхность до зеркального блеска. Итак. В отшлифованные кремниевые пластины необходимо перенести структуру будущего процессор а, то есть внедрить в определенные участки кремниевой пластины примеси, которые в итоге и образуют транзисторы. Как это сделать? Проблема решается с помощью технологии фотолитографии — процесса избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитного фотошаблона. Технология построена по принципу «свет-шаблон-фоторезист» и проходит следующим образом: — На кремниевую подложку наносят слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На него наносится фоторезист — слой полимерного светочувствительного материала, меняющего свои физико-химические свойства при облучении светом. — Производится экспонирование (освещение фотослоя в течение точно установленного промежутка времени) через фотошаблон — Удаление отработанного фоторезиста. Нужная структура рисуется на фотошаблоне — как правило, это пластинка из оптического стекла, на которую фотографическим способом нанесены непрозрачные области. Каждый такой шаблон содержит один из слоев будущего процессора, поэтому он должен быть очень точным и практичным. Иной раз осаждать те или иные материалы в нужных местах пластины просто невозможно, поэтому гораздо проще нанести материал сразу на всю поверхность, убрав лишнее из тех мест, где он не нужен — на изображении выше синим цветом показано нанесение фоторезиста. Пластина облучается потоком ионов (положительно или отрицательно заряженных атомов), которые в заданных местах проникают под поверхность пластины и изменяют проводящие свойства кремния (зеленые участки — это внедренные чужеродные атомы). Как изолировать области, не требующие последующей обработки? Перед литографией на поверхность кремниевой пластины (при высокой температуре в специальной камере) наносится защитная пленка диэлектрика — как я уже рассказывал, вместо традиционного диоксида кремния компания !п£е[ стала использовать Н^К-К-диэлектрик. Он толще диоксида кремния, но в то же время у него те же емкостные свойства. Более того, в связи с увеличением толщины уменьшен ток утечки через диэлектрик, а как следствие - стало возможным получать более энергоэффективные процессоры. В общем, тут гораздо сложнее обеспечить равномерность этой пленки по всей поверхности пластины — в связи с этим на производстве применяется высокоточный температурный контроль. I-1 ‘' В тех местах, которые будут обрабатываться примесями, защитная пленка не нужна — её аккуратно снимают при помощи травления (удаления областей слоя для формирования многослойной структуры с определенными свойствами). А как снять ее не везде, а только в нужных областях? Для этого поверх пленки необходимо нанести еще один слой фоторезиста - за счет центробежной силы вращающейся пластины, он наносится очень тонким слоем. В фотографии свет проходил через негативную пленку, падал на поверхность фотобумаги и менял ее химические свойства. В фотолитографии принцип схожий: свет пропускается через фотошаблон на фоторезист, и в тех местах, где он прошел через маску, отдельные участки фоторезиста меняют свойства. Через маски пропускается световое излучение, которое фокусируется на подложке. Для точной фокусировки необходима специальная система линз или зеркал, способная не просто уменьшить, изображение, вырезанное на маске, до размеров чипа, но и точно спроецировать его на заготовке. Напечатанные пластины, как правило, в четыре раза меньше, чем сами маски. Весь отработанный фоторезист (изменивший свою растворимость под действием облучения) удаляется специальным химическим раствором — вместе с ним растворяется и часть подложки под засвеченным фоторезистом. Часть подложки, которая была закрыта от света маской, не растворится. Она образует про водник или будущий активный элемент — результатом такого подхода становятся различные картины замыканий на каждом слое микропроцессора. Собственно говоря, все предыдущие шаги были нужны для того, чтобы создать в необходимых местах полупроводниковые структуры путем внедрения донорной (п-типа) или акцепторной (р-типа) примеси. Допустим нам нужно сделать в кремнии область концентрации носителей р-типа, то есть зону дырочной проводимости. Для этого пластину обрабатывают с помощью устройства, которое называется имплантер — ионы бора с огромной энергией выстреливаются из высоковольтного ускорителя и равномерно распределяются в незащищенных зонах, образованных при фотолитографии. Там, где диэлектрик был убран, ионы проникают в слой незащищенного кремния — в противном случае они «застревают» в диэлектрике. После очередного процесса травления убираются остатки диэлектрика, а на пластине остаются зоны, в которых локально есть бор. Понятно, что у современных процессоров может быть несколько таких слоев — в таком случае на получившемся рисунке снова выращивается слой диэлектрика и далее все идет по протоптанной дорожке — еще один слой фоторезиста, процесс фотолитографии (уже по новой маске), травление, имплантация... ну вы поняли. Характерный размер транзистора сейчас — 32 нм, а длина волны, которой обрабатывается кремний — это даже не обычный свет, а специальный ультрафиолетовый эксимерный лазер — 193 нм. Однако законы оптики не позволяют разрешить два объекта, находящиеся на расстоянии меньше, чем половина длины волны. Происходит это из-за дифракции света. Как быть? Применять различные ухищрения — например, кроме упомянутых эксимерных лазеров, светящих далеко в ультрафиолетовом спектре, в современной фотолитографии используется многослойная отражающая оптика с использованием специальных масок и специальный процесс иммерсионной (погружной) фотолитографии. О УФлазер затемненная область стеклянной маски кремниевая подложка АО ФОТОЛИТОГРАФИИ после проявки засвеченные области фоторезиста растворились кремниевая подложка ПОСЛЕ ФОТОЛИТОГРАФИИ Логические элементы, которые образовались в процессе фотолитографии, должны быть соединены друг с другом. Для этого пластины помещают в раствор сульфата меди, в котором под действием электрического тока атомы металла «оседают» в оставшихся «проходах» — в результате этого гальванического процесса образуются проводящие области, создающие соединения между отдельными частями процессорной «логики». Излишки проводящего покрытия убираются полировкой. Осталось хитрым способом соединить «остатки» транзисторов — принцип и последовательность всех этих соединений (шин) и называется процессорной архитектурой. Для каждого процессора эти соединения различны — хоть схемы и кажутся абсолютно плоскими, в некоторых случаях может использоваться до 30 уровней таких «проводов». Отдаленно (при очень большом увеличении) все это похоже на футуристическую дорожную развязку — и ведь кто-то же эти клубки проектирует! Когда обработка пластин завершена, пластины передаются из производства в монтажно-испытательный цех. Там кристаллы проходят первые испытания, и те, которые проходят тест (а это подавляющее большинство), вырезаются из подложки специальным устройством. На следующем этапе процессор упаковывается в подложку Конец!
процесор,много букв,интересное,интересные факты, картинки и истории ,geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор,Хочу создать процессор в домашних условиях
Еще на тему
Развернуть
Вручную это всё никто уже давно не проектирует.
Логику пишут на Verilog'е, а развязки делает интерпретатор
Интересно, первый раз слышу что процы разрабатывают полуавтоматически. А что будет если процесс полностью автоматизируют? Один комп разрабатывает более совершенный комп, тот в свою очередь ещё более совершенный. И здравствуй технологическая сингулярность.
и в 1000 поколении, очередной *умный* компьютер придет к выводу, что создавать еще более умный и новый компьютер просто не продуктивно, и вместо этого начнет ядерную войну против деградирующего человечества)
Главное чтоб потом он фигнёй не страдал.
t№at
есть мнем . что ты
прав
YLexx YLexx 01.02.201316:53 ответить ссылка 1.2
Полуавтоматически и "комп будет разрабатывать" это совершенно разные вещи. До творчества и созидания современным компам как до Луны раком
Затык не в том, чтобы спроектировать более мощный процессор. Упирается все в технологии, которые позволяют сделать транзисторы меньше и насовать их больше.
Wiskiz Wiskiz 01.02.201320:26 ответить ссылка 0.0
"Выращиваем Intel core i7 Extreme Edition в домашних условиях"
ALex* ALex* 01.02.201312:45 ответить ссылка 0.6
По полной сборке есть еще некоторые идеи, но я старался!
Больной извращенец=)))
Два чаю человеку за проделанную работу по просвещению населения.

В конец стоило добавить «...и плод этой высокотехнологичной и наукоемкой отрасли выпускается на прилавки, чтобы такие как ты, дорогой мой читатель, смотрел порно с азиатками и смехуечки на мудакторе».
Спс ;)
Но я не автор, стырил с пикабу!
Боги, как же красива первая фотография!
noavatar noavatar 01.02.201312:48 ответить ссылка 0.1
Показывал студентам когда проходили процессоры
ariocx ariocx 01.02.201312:52 ответить ссылка 0.3
Посмотрите на YouTube шоу 16 бит тому назад. Там очень грамотно все рассказывает ведущий.
автор, афигенно, прочитал в захлёб. пили ещё.
ktjybl ktjybl 01.02.201313:45 ответить ссылка -0.9
СПИЗДИЛ С ПИКАБУ СУЧАРА
whargarbl whargarbl 01.02.201315:11 ответить ссылка -3.0
Я писал
"Но я не автор, стырил с пикабу! — pink_knight#ответить↓— 0.0"
Два чая этому господину!
Черт... Как будто снова побывал на лекции по схемотехнике. Ностальгия)
Хм. Я думал забыл уже, а пробежался по тексту - все сразу на свои места встало. Только вот это не схемотехника. На схемотехнике у нас была логика ТТЛ и все такое, а вот этот предмет назывался "Конструирование, эксплуатация и производство ВТ"
А у нас все это дело было объединено под лозунгом "Схемотехника"...
Был еще КТОП (Конструкторско-технологические основы проектирования), но там уже было в основном про создание печатных плат, компоновку элементов и прочее...
Круто, молодец кто написал (неизвестный автор с пикабу).
Одно замечание - 32 нм это не размер транзистора, а точность позиционирования элементов на кристалле.
Проучился 5 лет в универе на специальности, от начала и до конца посвященной этой теме. Штудировали весь тех. процесс от получения кремния до упаковки полупроводника в корпус. И толку, нахер я никому не нужен как инженер, казалось бы, передовой специальности на российсоком рынке. А почему? У нас в принципе нет производства чипов, если не считать производства для военной промышленности микросхем памяти 80-х годов разработки по 16Кб (и размером как современный телефон).
ой да ладно, человек с техническим складом ума себе работу найдет и кроме мака. Пусть гуманитарии туда валят :)
leshq leshq 01.02.201321:25 ответить ссылка 0.9
А я конструктором работаю, работа есть) и технологом было куда устраиваться, а вот зарплата - беда, лучше в мак идти, там и то больше зп
Аналогично. Повезло, что параллельно изучал программирование и после окончания не пошел работать по специальности, а устроился в айти компанию разработчиком. Вспоминаю микроэлектронику как страшный сон :)
leshq leshq 01.02.201321:24 ответить ссылка 0.0
о чём ты думал, когда поступал? почему бы заранее не узнать востребованность профессии?
Это, наверное, не миклосхемы, а минисборки?
Чуточку не по теме.
Был я на этом пикабу, но недолго, интерфейс на джое лучше как-то. Но тащат все больше оттуда, или обратная утечка тоже имеется? Или все светлые головы и даже компиляторы хороших идей сидят там?
Tanrock Tanrock 01.02.201318:34 ответить ссылка 0.0
Для непосвященного человека тяжело понять, посвященный скорее всего уже знает)
прорвусь ли я на ленту ...
ПРОРВАЛСЯ!!!
Кристаллы походу выращивают методом Чохральского, получается эпитаксиальная структура
В общем, мозг убило напрочь
Спасибо, заснул. Скопировал пост себе в Evernote, теперь читаю перед сном.
хороший пост)
KOHb KOHb 01.02.201323:23 ответить ссылка 0.0
И после всего этого они еще могут ломить такие цены за процессоры?
Нужно послать этот пост в программу "Как это сделано", пусть сюжет снимут.
Ecko Ecko 02.02.201304:06 ответить ссылка 0.0
Спасибо, наглядно! Сам проектировал автоматику получения ПКК)
Xtassy Xtassy 02.02.201314:33 ответить ссылка 0.0
и это всё ради порнухи, котиков и тупых тем на форумах...
ещё торренты.
мда... про Подольск так никто и не упомянул. А ведь это и есть то самое место где "в целях экономии" компания Intel закупает выращенный и порезаный кремний. А вот почему отечественные компании не желают покупать кремний и делать из него процы - вопрос открытый. Ну по крайней мере если с санкциями совсем обрзеют, мы интелу кран то и прикроем.
Только зарегистрированные и активированные пользователи могут добавлять комментарии.
Похожие темы

Похожие посты
Хочу создать процессор в домашних условиях. У меня есть паяльник проволка и кусок кремния. Как сделать процессор?
Yo-Yo Стояновский Ученик (119). Вопрос ззкрыт 3 года назад Дополнен 3 года назад
Просто я ничего не понимаю в электронике и решил начать с простого ■А 3 Нравится "	0
подробнее»

интернет гики как они есть на самом деле песочница Хочу создать процессор в домашних условиях

Хочу создать процессор в домашних условиях. У меня есть паяльник проволка и кусок кремния. Как сделать процессор? Yo-Yo Стояновский Ученик (119). Вопрос ззкрыт 3 года назад Дополнен 3 года назад Просто я ничего не понимаю в электронике и решил начать с простого ■А 3 Нравится " 0
A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie,Tech,,You're about to see the movie that holds the Guinness World Records™ record for the World's Smallest Stop-Motion Film (see how it was made at http://youtu.be/xA4QWwaweWA). The ability to move single atoms — the smallest particles of any element in
подробнее»

geek,Прикольные гаджеты. Научный, инженерный и айтишный юмор video интересное,интересные факты, картинки и истории

A Boy And His Atom: The World's Smallest Movie,Tech,,You're about to see the movie that holds the Guinness World Records™ record for the World's Smallest Stop-Motion Film (see how it was made at http://youtu.be/xA4QWwaweWA). The ability to move single atoms — the smallest particles of any element in