CPU處理器是什麼設備製造出來的

❶ 電腦CPU是如何生產的

很復雜，給你講下主要步驟吧。
1. 生產晶圓。晶圓就是圓型的矽片。
2. 切割晶圓。把一個很大的晶圓切割成許多塊跟CPU差不多大小的方形矽片。
3. 在矽片里雕刻通路，並加入金屬形成電路，電容等。雕刻工藝很復雜，可不是用小刀去刻。比如說，可以有溶刻法，就是用化學葯品在矽片中腐蝕出通路。工藝的精細程度對CPU的性能影響非常大。現在主流的CPU還是在用45納米的工藝，但32納米的也有了。
4. 封裝。加金屬殼，打上型號，標簽等，加上針腳。
5. 可以賣了。

❷ cpu是如何生產出來的

（1） 硅提純
生產CPU等晶元的材料是半導體，現階段主要的材料是硅Si，這是一種非金屬元素，從化學的角度來看，由於它處於元素周期表中金屬元素區與非金屬元素區的交界處，所以具有半導體的性質，適合於製造各種微小的晶體管，是目前最適宜於製造現代大規模集成電路的材料之一。在硅提純的過程中，原材料硅將被熔化，並放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長，直到形成一個幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是200毫米，而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產。
（2）切割晶圓
硅錠造出來了，並被整型成一個完美的圓柱體，接下來將被切割成片狀，稱為晶圓。晶圓才被真正用於CPU的製造。所謂的「切割晶圓」也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規格的硅晶片，並將其劃分成多個細小的區域，每個區域都將成為一個CPU的內核(Die)。一般來說，晶圓切得越薄，相同量的硅材料能夠製造的CPU成品就越多。
（3）影印(Photolithography) 蝕刻(Etching)
在經過熱處理得到的硅氧化物層上面塗敷一種光阻(Photoresist)物質，紫外線通過印製著CPU復雜電路結構圖樣的模板照射硅基片，被紫外線照射的地方光阻物質溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區域也受到光的干擾，必須製作遮罩來遮蔽這些區域。這是個相當復雜的過程，每一個遮罩的復雜程度得用10GB數據來描述。

接下來停止光照並移除遮罩，使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。然後，曝光的硅將被原子轟擊，使得暴露的硅基片局部摻雜，從而改變這些區域的導電狀態，以製造出N井或P井，結合上面製造的基片，CPU的門電路就完成了。
（4）重復、分層
為加工新的一層電路，再次生長硅氧化物，然後沉積一層多晶硅，塗敷光阻物質，重復影印、蝕刻過程，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結構。重復多遍，形成一個3D的結構，這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體。Intel的Pentium 4處理器有7層，而AMD的Athlon 64則達到了9層。

（5）封裝
這時的CPU是一塊塊晶圓，它還不能直接被用戶使用，必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結構各有不同，但越高級的CPU封裝也越復雜，新的封裝往往能帶來晶元電氣性能和穩定性的提升，並能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎。

（6）多次測試
測試是一個CPU製造的重要環節，也是一塊CPU出廠前必要的考驗。這一步將測試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什麼差錯，以及這些差錯出現在哪個步驟（如果可能的話）。接下來，晶圓上的每個CPU核心都將被分開測試。

❸ cpu是怎麼製造出來的

單晶硅錠在製成硅錠並確保其是一個絕對的圓柱體之後，下一個步驟就是將這個圓柱體硅錠切片，切片越薄，用料越省，自然可以生產的處理器晶元就更多。切片還要鏡面精加工的處理來確保表面絕對光滑，之後檢查是否有扭曲或其它問題。這一步的質量檢驗尤為重要，它直接決定了成品CPU的質量。
新的切片中要摻入一些物質而使之成為真正的半導體材料，而後在其上刻劃代表著各種邏輯功能的晶體管電路。摻入的物質原子進入硅原子之間的空隙，彼此之間發生原子力的作用，從而使得硅原料具有半導體的特性。今天的半導體製造多選擇CMOS工藝(互補型金屬氧化物半導體)。其中互補一詞表示半導體中N型MOS管和P型MOS管之間的交互作用。而N和P在電子工藝中分別代表負極和正極。多數情況下，切片被摻入化學物質而形成P型襯底，在其上刻劃的邏輯電路要遵循nMOS電路的特性來設計，這種類型的晶體管空間利用率更高也更加節能。同時在多數情況下，必須盡量限制pMOS型晶體管的出現，因為在製造過程的後期，需要將N型材料植入P型襯底當中，而這一過程會導致pMOS管的形成。
在摻入化學物質的工作完成之後，標準的切片就完成了。然後將每一個切片放入高溫爐中加熱，通過控制加溫時間而使得切片表面生成一層二氧化硅膜。通過密切監測溫度，空氣成分和加溫時間，該二氧化硅層的厚度是可以控制的。在intel的90納米製造工藝中，門氧化物的寬度小到了驚人的 5個原子厚度。這一層門電路也是晶體管門電路的一部分，晶體管門電路的作用是控制其間電子的流動，通過對門電壓的控制，電子的流動被嚴格控制，而不論輸入輸出埠電壓的大小。
准備工作的最後一道工序是在二氧化硅層上覆蓋一個感光層。這一層物質用於同一層中的其它控制應用。這層物質在乾燥時具有很好的感光效果，而且在光刻蝕過程結束之後，能夠通過化學方法將其溶解並除去。
光刻蝕這是目前的CPU製造過程當中工藝非常復雜的一個步驟，為什麼這么說呢？光刻蝕過程就是使用一定波長的光在感光層中刻出相應的刻痕，由此改變該處材料的化學特性。這項技術對於所用光的波長要求極為嚴格，需要使用短波長的紫外線和大麴率的透鏡。刻蝕過程還會受到晶圓上的污點的影響。每一步刻蝕都是一個復雜而精細的過程。設計每一步過程的所需要的數據量都可以用10GB的單位來計量，而且製造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超過20步(每一步進行一層刻蝕)。而且每一層刻蝕的圖紙如果放大許多倍的話，可以和整個紐約市外加郊區范圍的地圖相比，甚至還要復雜，試想一下，把整個紐約地圖縮小到實際面積大小隻有 100個平方毫米的晶元上，那麼這個晶元的結構有多麼復雜，可想而知了吧。
當這些刻蝕工作全部完成之後，晶圓被翻轉過來。短波長光線透過石英模板上鏤空的刻痕照射到晶圓的感光層上，然後撤掉光線和模板。通過化學方法除去暴露在外邊的感光層物質，而二氧化硅馬上在陋空位置的下方生成。
摻雜在殘留的感光層物質被去除之後，剩下的就是充滿的溝壑的二氧化硅層以及暴露出來的在該層下方的硅層。這一步之後，另一個二氧化硅層製作完成。然後，加入另一個帶有感光層的多晶硅層。多晶硅是門電路的另一種類型。由於此處使用到了金屬原料(因此稱作金屬氧化物半導體)，多晶硅允許在晶體管隊列埠電壓起作用之前建立門電路。感光層同時還要被短波長光線透過掩模刻蝕。再經過一部刻蝕，所需的全部門電路就已經基本成型了。然後，要對暴露在外的硅層通過化學方式進行離子轟擊，此處的目的是生成N溝道或P溝道。這個摻雜過程創建了全部的晶體管及彼此間的電路連接，沒個晶體管都有輸入端和輸出端，兩端之間被稱作埠。
重復這一過程
從這一步起，你將持續添加層級，加入一個二氧化硅層，然後光刻一次。重復這些步驟，然後就出現了一個多層立體架構，這就是你目前使用的處理器的萌芽狀態了。在每層之間採用金屬塗膜的技術進行層間的導電連接。今天的P4處理器採用了7層金屬連接，而 Athlon64使用了9層，所使用的層數取決於最初的版圖設計，並不直接代表著最終產品的性能差異。
接下來的幾個星期就需要對晶圓進行一關接一關的測試，包括檢測晶圓的電學特性，看是否有邏輯錯誤，如果有，是在哪一層出現的等等。而後，晶圓上每一個出現問題的晶元單元將被單獨測試來確定該晶元有否特殊加工需要。
而後，整片的晶圓被切割成一個個獨立的處理器晶元單元。在最初測試中，那些檢測不合格的單元將被遺棄。這些被切割下來的晶元單元將被採用某種方式進行封裝，這樣它就可以順利的插入某種介面規格的主板了。大多數intel和AMD的處理器都會被覆蓋一個散熱層。在處理器成品完成之後，還要進行全方位的晶元功能檢測。這一部會產生不同等級的產品，一些晶元的運行頻率相對較高，於是打上高頻率產品的名稱和編號，而那些運行頻率相對較低的晶元則加以改造，打上其它的低頻率型號。這就是不同市場定位的處理器。而還有一些處理器可能在晶元功能上有一些不足之處。比如它在緩存功能上有缺陷(這種缺陷足以導致絕大多數的 CPU癱瘓)，那麼它們就會被屏蔽掉一些緩存容量，降低了性能，當然也就降低了產品的售價，這就是Celeron和Sempron的由來。在CPU的包裝過程完成之後，許多產品還要再進行一次測試來確保先前的製作過程無一疏漏，且產品完全遵照規格所述，沒有偏差

❹ 電腦CPU是怎麼製造的

CPU是怎麼被製造出來的。

（1） 硅提純
生產CPU等晶元的材料是半導體，現階段主要的材料是硅Si，這是一種非金屬元素，從化學的角度來看，由於它處於元素周期表中金屬元素區與非金屬元素區的交界處，所以具有半導體的性質，適合於製造各種微小的晶體管，是目前最適宜於製造現代大規模集成電路的材料之一。
在硅提純的過程中，原材料硅將被熔化，並放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長，直到形成一個幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是200毫米，而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產。

（2）切割晶圓
硅錠造出來了，並被整型成一個完美的圓柱體，接下來將被切割成片狀，稱為晶圓。晶圓才被真正用於CPU的製造。所謂的「切割晶圓」也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規格的硅晶片，並將其劃分成多個細小的區域，每個區域都將成為一個CPU的內核(Die)。一般來說，晶圓切得越薄，相同量的硅材料能夠製造的CPU成品就越多。

（3）影印（Photolithography）
在經過熱處理得到的硅氧化物層上面塗敷一種光阻(Photoresist)物質，紫外線通過印製著CPU復雜電路結構圖樣的模板照射硅基片，被紫外線照射的地方光阻物質溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區域也受到光的干擾，必須製作遮罩來遮蔽這些區域。這是個相當復雜的過程，每一個遮罩的復雜程度得用10GB數據來描述。

（4）蝕刻(Etching)
這是CPU生產過程中重要操作，也是CPU工業中的重頭技術。蝕刻技術把對光的應用推向了極限。蝕刻使用的是波長很短的紫外光並配合很大的鏡頭。短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上，使之曝光。接下來停止光照並移除遮罩，使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。
然後，曝光的硅將被原子轟擊，使得暴露的硅基片局部摻雜，從而改變這些區域的導電狀態，以製造出N井或P井，結合上面製造的基片，CPU的門電路就完成了。

（5）重復、分層
為加工新的一層電路，再次生長硅氧化物，然後沉積一層多晶硅，塗敷光阻物質，重復影印、蝕刻過程，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結構。重復多遍，形成一個3D的結構，這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體。Intel的Pentium 4處理器有7層，而AMD的Athlon 64則達到了9層。層數決定於設計時CPU的布局，以及通過的電流大小。

（6）封裝
這時的CPU是一塊塊晶圓，它還不能直接被用戶使用，必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結構各有不同，但越高級的CPU封裝也越復雜，新的封裝往往能帶來晶元電氣性能和穩定性的提升，並能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎。

（7）多次測試
測試是一個CPU製造的重要環節，也是一塊CPU出廠前必要的考驗。這一步將測試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什麼差錯，以及這些差錯出現在哪個步驟（如果可能的話）。接下來，晶圓上的每個CPU核心都將被分開測試。
由於SRAM（靜態隨機存儲器，CPU中緩存的基本組成）結構復雜、密度高，所以緩存是CPU中容易出問題的部分，對緩存的測試也是CPU測試中的重要部分。
每塊CPU將被進行完全測試，以檢驗其全部功能。某些CPU能夠在較高的頻率下運行，所以被標上了較高的頻率；而有些CPU因為種種原因運行頻率較低，所以被標上了較低的頻率。最後，個別CPU可能存在某些功能上的缺陷，如果問題出在緩存上，製造商仍然可以屏蔽掉它的部分緩存，這意味著這塊CPU依然能夠出售，只是它可能是Celeron等低端產品。
當CPU被放進包裝盒之前，一般還要進行最後一次測試，以確保之前的工作準確無誤。根據前面確定的最高運行頻率和緩存的不同，它們被放進不同的包裝，銷往世界各地。

❺ CPU是如何製造出來的

中央處理器（CPU，central processing unit）作為計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執行單元，是運算和處理數據的核心，又稱為“微處理器”。現如今，對於 PC ，甚至手機而言，CPU的規格與頻率甚至直接被用來衡量電腦及手機性能強弱重要指標。

CPU裡面最重要的東西就是晶體管了，提高CPU的速度，最重要的就是提高單位面積里晶體管的數量，由於CPU實在太精密，裡面組成了數目相當多的晶體管，早在多年前就只能通過光刻工藝來進行加工了。

晶體管可以在邏輯上直接理解為一個開關：如果您回憶起基本計算的時代，那就是一台計算機需要進行工作的全部。兩種選擇，開和關，對於機器來說即0和1，而這些開關能構建門電路，進而組合成復雜的大規模運算器，就成了CPU。

製造CPU的基本原料

沙子：硅是地殼內第二豐富的元素，而脫氧後的沙子(尤其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，這也是半導體製造產業的基礎。

電鍍：在晶圓上電鍍一層硫酸銅，將銅離子沉澱到晶體管上。銅離子會從正極(陽極)走向負極(陰極)。

銅層：電鍍完成後，銅離子沉積在晶圓表面，形成一個薄薄的銅層。

拋光

將多餘的銅拋光掉，也就是磨光晶圓表面。

構建晶體管之間連接電路

經過漫長的工藝，數以十億計的晶體管已經製作完成。剩下的就是如何將這些晶體管連接起來的問題了。同樣是先形成一層銅層，然後光刻掩模、蝕刻開孔等精細操作，再沉積下一層銅層......，這樣的工序反復進行多次，這要視乎晶元的晶體管規模、復製程度而定。最終形成極其復雜的多層連接電路網路。

金屬層：晶體管級別，六個晶體管的組合，大約500納米。在不同晶體管之間形成復合互連金屬層，具體布局取決於相應處理器所需要的不同功能性。晶元表面看 起來異常平滑，但事實上可能包含20多層復雜的電路，放大之後可以看到極其復雜的電路網路，形如未來派的多層高速公路系統。

後工程——從劃片到成品銷售

晶圓級測試

前工程與後工程之間，夾著一個Good-Chip/Wafer檢測工程，簡稱G/W檢測。目的在於檢測每一塊晶圓上製造的一個個晶元是否合格。通常會使用探針與IC的電極焊盤接觸進行檢測，傳輸預先編訂的輸入信號，檢測IC輸出端的信號是否正常，以此確認晶元是否合格。

由於目前IC製造廣泛採用冗餘度設計，即便是“不合格”晶元，也可以採用冗餘單元置換成合格品，只需要使用激光切斷預先設計好的熔斷器即可。當然，晶元有著無法挽回的嚴重問題，將會被標記上丟棄標簽。

內核級別，大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部，正在接受第一次功能性測試，使用參考電路圖案和每一塊晶元進行對比。

晶圓切片(Slicing)

IC內核在晶圓上製作完成並通過檢測後後，就進入了劃片階段。劃片使用的劃刀是粘附有金剛石顆粒的極薄的圓片刀，其厚度僅為人類頭發的1/3。將晶圓上的每一個IC晶元切劃下來，形成一個內核Die。

裂片完成後還會對晶元進行外觀檢查，一旦有破損和傷痕就會拋棄，前期G/W檢查時發現的瑕疵品也將一並去除。

晶圓級別，300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊，每一塊就是一個處理器的內核(Die)。

丟棄瑕疵內核：晶圓級別。測試過程中發現的有瑕疵的內核被拋棄，留下完好的准備進入下一步。

單個內核：內核級別。從晶圓上切割下來的單個內核，這里展示的是Core i7的核心。

封裝：封裝級別，20毫米/1英寸。襯底(基片)、內核、散熱片堆疊在一起，就形成了我們看到的處理器的樣子。襯底(綠色)相當於一個底座，並為處理器內核提供電氣與機械界面，便於與PC系統的其它部分交互。散熱片(銀色)就是負責內核散熱的了。

晶元進行檢測完成後只能算是一個半成品，因為不能被消費者直接使用。還需要經過裝片作業，將內核裝配固定到基片電路上。裝片作業全程由於計算機控制的自動固晶機進行精細化操作。

等級測試

CPU製造完成後，還會進行一次全面的測試。測試出每一顆晶元的穩定頻率、功耗、發熱，如果發現晶元內部有硬體性缺陷，將會做硬體屏蔽措施，因此劃分出不同等級類型CPU，例如Core i7、i5、i3。這里說明一下，高中低檔的cpu製作成本是一樣的，只是最後測試時，性能高的就是高端，性能低的就是入門級。

裝箱：根據等級測試結果將同樣級別的處理器放在一起裝運。

零售包裝：製造、測試完畢的處理器要麼批量交付給OEM廠商，要麼放在包裝盒裡進入零售市場。

當CPU被放進包裝盒之前，一般還要進行最後一次測試，以確保之前的工作準確無誤。根據前面確定的最高運行頻率不同，它們被放進不同的包裝，銷往世界各地。

❻ CPU是怎麼製作出來的

1. 硅提純：在硅提純的過程中，原材料硅將被熔化，並放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長，直到形成一個幾近完美的單晶硅。以往的硅錠的直徑大都是300毫米，而CPU廠商正在增加300毫米晶圓的生產。

2. 切割晶圓：硅錠造出來了，並被整型成一個完美的圓柱體，接下來將被切割成片狀，稱為晶圓。晶圓才被真正用於CPU的製造。所謂的「切割晶圓」也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規格的硅晶片，並將其劃分成多個細小的區域，每個區域都將成為一個CPU的內核(Die)。一般來說，晶圓切得越薄，相同量的硅材料能夠製造的CPU成品就越多。

3. 影印：在經過熱處理得到的硅氧化物層上面塗敷一種光阻(Photoresist)物質，紫外線通過印製著CPU復雜電路結構圖樣的模板照射硅基片，被紫外線照射的地方光阻物質溶解。而為了避免讓不需要被曝光的區域也受到光的干擾，必須製作遮罩來遮蔽這些區域。這是個相當復雜的過程，每一個遮罩的復雜程度得用10GB數據來描述。

4. 蝕刻：蝕刻使用的是波長很短的紫外光並配合很大的鏡頭。短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上，使之曝光。接下來停止光照並移除遮罩，使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。然後，曝光的硅將被原子轟擊，使得暴露的硅基片局部摻雜，從而改變這些區域的導電狀態，以製造出N井或P井，結合上面製造的基片，CPU的門電路就完成了。

5. 重復、分層：為加工新的一層電路，再次生長硅氧化物，然後沉積一層多晶硅，塗敷光阻物質，重復影印、蝕刻過程，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結構。重復多遍，形成一個3D的結構，這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體。

6. 封裝：這時的CPU是一塊塊晶圓，它還不能直接被用戶使用，必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結構各有不同，但越高級的CPU封裝也越復雜，新的封裝往往能帶來晶元電氣性能和穩定性的提升，並能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎。

❼ 電腦CPU是怎麼製造出來的

作為計算機的核心組件，CPU（Central Processor Unit，中央處理器）在用戶的心中一直是十分神秘的：在多數用戶的心目中，它都只是一個名詞縮寫，他們甚至連它的全寫都拚不出來；在一些硬體高手的眼裡，CPU也至多是一塊十餘平方厘米，有很多腳的塊塊兒，而CPU的核心部分甚至只有不到一平方厘米大。他們知道這塊不到一平方厘米大的玩意兒是用多少微米工藝製成的，知道它集成了幾億幾千萬晶體管，但鮮有了解CPU的製造流程者。今天，就讓我們來詳細的了解一下，CPU是怎樣練成的。 基本材料 多數人都知道，現代的CPU是使用硅材料製成的。硅是一種非金屬元素，從化學的角度來看，由於它處於元素周期表中金屬元素區與非金屬元素區的交界處，所以具有半導體的性質，適合於製造各種微小的晶體管，是目前最適宜於製造現代大規模集成電路的材料之一。從某種意義上說，沙灘上的沙子的主要成分也是硅（二氧化硅），而生產CPU所使用的硅材料，實際上就是從沙子裡面提取出來的。當然，CPU的製造過程中還要使用到一些其它的材料，這也就是為什麼我們不會看到Intel或者AMD只是把成噸的沙子拉往他們的製造廠。同時，製造CPU對硅材料的純度要求極高，雖然來源於廉價的沙子，但是由於材料提純工藝的復雜，我們還是無法將一百克高純硅和一噸沙子的價格相提並論。 製造CPU的另一種基本材料是金屬。金屬被用於製造CPU內部連接各個元件的電路。鋁是常用的金屬材料之一，因為它廉價，而且性能不差。而現今主流的CPU大都使用了銅來代替鋁，因為鋁的電遷移性太大，已經無法滿足當前飛速發展的CPU製造工藝的需要。所謂電遷移，是指金屬的個別原子在特定條件下（例如高電壓）從原有的地方遷出。 很顯然，如果不斷有原子從連接元件的金屬微電路上遷出，電路很快就會變得千瘡百孔，直到斷路。這也就是為什麼超頻者嘗試對Northwood Pentium 4的電壓進行大幅度提升時，這塊悲命的CPU經常在「突發性Northwood死亡綜合症（Sudden Northwood Death Syndrome，SNDS）」中休克甚至犧牲的原因。SNDS使得Intel第一次將銅互連（Copper Interconnect）技術應用到CPU的生產工藝中。銅互連技術能夠明顯的減少電遷移現象，同時還能比鋁工藝製造的電路更小，這也是在納米級製造工藝中不可忽視的一個問題。 不僅僅如此，銅比鋁的電阻還要小得多。種種優勢讓銅互連工藝迅速取代了鋁的位置，成為CPU製造的主流之選。除了硅和一定的金屬材料之外，還有很多復雜的化學材料也參加了CPU的製造工作。 准備工作 解決製造CPU的材料的問題之後，我們開始進入准備工作。在准備工作的過程中，一些原料將要被加工，以便使其電氣性能達到製造CPU的要求。其一就是硅。首先，它將被通過化學的方法提純，純到幾乎沒有任何雜質。同時它還得被轉化成硅晶體，從本質上和海灘上的沙子劃清界限。 在這個過程中，原材料硅將被熔化，並放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長，直到形成一個幾近完美的單晶硅。如果你在高中時把硫酸銅結晶實驗做的很好，或者看到過單晶冰糖是怎麼製造的，相信這個過程不難理解。同時你需要理解的是，很多固體物質都具有晶體結構，例如食鹽。CPU製造過程中的硅也是這樣。小心而緩慢的攪拌硅的熔漿，硅晶體包圍著晶種向同一個方向生長。最終，一塊硅錠產生了。 現在的硅錠的直徑大都是200毫米，而CPU廠商正在准備製造300毫米直徑的硅錠。在確保質量不變的前提下製造更大的硅錠難度顯然更大，但CPU廠商的投資解決了這個技術難題。建造一個生產300毫米直徑硅錠的製造廠大約需要35億美元，Intel將用其產出的硅材料製造更加復雜的CPU。而建造一個相似的生產200毫米直徑硅錠的製造廠只要15億美元。作為第一個吃螃蟹的人，Intel顯然需要付出更大的代價。花兩倍多的錢建造這樣一個製造廠似乎很劃不來，但從下文可以看出，這個投資是值得的。硅錠的製造方法還有很多，上面介紹的只是其中一種，叫做CZ製造法。 硅錠造出來了，並被整型成一個完美的圓柱體，接下來將被切割成片狀，稱為晶圓。晶圓才被真正用於CPU的製造。一般來說，晶圓切得越薄，相同量的硅材料能夠製造的CPU成品就越多。接下來晶圓將被磨光，並被檢查是否有變形或者其它問題。在這里，質量檢查直接決定著CPU的最終良品率，是極為重要的。 沒有問題的晶圓將被摻入適當的其它材料，用以在上面製造出各種晶體管。摻入的材料沉積在硅原子之間的縫隙中。目前普遍使用的晶體管製造技術叫做CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconctors，互補式金屬氧化物半導體）技術，相信這個詞你經常見到。簡單的解釋一下，CMOS中的C（Complementary）是指兩種不同的MOS電路「N」電路和「P」電路之間的關系：它們是互補的。 在電子學中，「N」和「P」分別是Negative和Positive的縮寫，用於表示極性。可以簡單的這么理解，在「N」型的基片上可以安裝「P」井製造「P」型的晶體管，而在「P」型基片上則可以安裝「N」井製造「N」型晶體管。在多數情況下，製造廠向晶圓里摻入相關材料以製造「P」基片，因為在「P」基片上能夠製造出具有更優良的性能，並且能有效的節省空間的「N」型晶體管；而這個過程中，製造廠會盡量避免產生「P」型晶體管。 接下來這塊晶圓將被送入一個高溫熔爐，當然這次我們不能再讓它熔化了。通過密切監控熔爐內的溫度、壓力和加熱時間，晶圓的表面將被氧化成一層特定厚度的二氧化硅（SiO2），作為晶體管門電路的一部分—基片。如果你學過邏輯電路之類的，你一定會很清楚門電路這個概念。通過門電路，輸入一定的電平將得到一定的輸出電平，輸出電平根據門電路的不同而有所差異。電平的高低被形象的用0和1表示，這也就是計算機使用二進制的原因。在Intel使用90納米工藝製造的CPU中，這層門電路只有5個原子那麼厚。 准備工作的最後一步是在晶圓上塗上一層光敏抗蝕膜，它具有光敏性，並且感光的部分能夠被特定的化學物質清洗掉，以此與沒有曝光的部分分離。 完成門電路 這是CPU製造過程中最復雜的一個環節，這次使用到的是光微刻技術。可以這么說，光微刻技術把對光的應用推向了極限。CPU製造商將會把晶圓上覆蓋的光敏抗蝕膜的特定區域曝光，並改變它們的化學性質。而為了避免讓不需要被曝光的區域也受到光的干擾，必須製作遮罩來遮蔽這些區域。想必你已經在Photoshop之類的軟體裡面認識到了遮罩這個概念，在這里也大同小異。 在這里，即使使用波長很短的紫外光並使用很大的鏡頭，也就是說，進行最好的聚焦，遮罩的邊緣依然會受到影響，可以簡單的想像成邊緣變模糊了。請注意我們現在討論的尺度，每一個遮罩都復雜到不可想像，如果要描述它，至少得用10GB的數據，而製造一塊CPU，至少要用到20個這樣的遮罩。對於任意一個遮罩，請嘗試想像一下北京市的地圖，包括它的郊區；然後將它縮小到一塊一平方厘米的小紙片上。最後，別忘了把每塊地圖都連接起來，當然，我說的不是用一條線連連那麼簡單。 當遮罩製作完成後，它們將被覆蓋在晶圓上，短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上，使之曝光。接下來停止光照並移除遮罩，使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜，以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。 當剩餘的光敏抗蝕膜也被去除之後，晶圓上留下了起伏不平的二氧化硅山脈，當然你不可能看見它們。接下來添加另一層二氧化硅，並加上了一層多晶硅，然後再覆蓋一層光敏抗蝕膜。多晶硅是上面提到的門電路的另一部分，而以前這是用金屬製造而成的（即CMOS里的M：Metal）。光敏抗蝕膜再次被蓋上決定這些多晶硅去留的遮罩，接受光的洗禮。然後，曝光的硅將被原子轟擊，以製造出N井或P井，結合上面製造的基片，門電路就完成了。 重復 可能你會以為經過上面復雜的步驟，一塊CPU就已經差不多製造完成了。實際上，到這個時候，CPU的完成度還不到五分之一。接下來的步驟與上面所說的一樣復雜，那就是再次添加二氧化硅層，再次蝕刻，再次添加……重復多遍，形成一個3D的結構，這才是最終的CPU的核心。每幾層中間都要填上金屬作為導體。Intel的Pentium 4處理器有7層，而AMD的Athlon 64則達到了9層。層數決定於設計時CPU的布局，以及通過的電流大小。 在經過幾個星期的從最初的晶圓到一層層硅、金屬和其它材料的CPU核心的製造過程之後，該是看看製造出來的這個怪物的時候了。這一步將測試晶圓的電氣性能，以檢查是否出了什麼差錯，以及這些差錯出現在哪個步驟（如果可能的話）。接下來，晶圓上的每個CPU核心都將被分開（不是切開）測試。 通過測試的晶圓將被切分成若干單獨的CPU核心，上面的測試里找到的無效的核心將被放在一邊。接下來核心將被封裝，安裝在基板上。然後，多數主流的CPU將在核心上安裝一塊集成散熱反變形片（Integrated Heat Spreader，IHS）。每塊CPU將被進行完全測試，以檢驗其全部功能。某些CPU能夠在較高的頻率下運行，所以被標上了較高的頻率；而有些CPU因為種種原因運行頻率較低，所以被標上了較低的頻率。最後，個別CPU可能存在某些功能上的缺陷，如果問題出在緩存上（緩存佔CPU核心面積的一半以上），製造商仍然可以屏蔽掉它的部分緩存，這意味著這塊CPU依然能夠出售，只是它可能是Celeron，可能是Sempron，或者是其它的了。 當CPU被放進包裝盒之前，一般還要進行最後一次測試，以確保之前的工作準確無誤。根據前面確定的最高運行頻率不同，它們被放進不同的包裝，銷往世界各地。 讀完這些，相信你已經對CPU的製造流程有了一些比較深入的認識。CPU的製造，可以說是集多方面尖端科學技術之大成，CPU本身也就那麼點大，如果把裡面的材料分開拿出來賣，恐怕賣不了幾個錢。然而CPU的製造成本是非常驚人的，從這里或許我們可以理解，為什麼這東西賣這么貴了。

❽ CPU是什麼時候發明的！

CPU這個名稱，早期是對一系列可以執行復雜的計算機程序或電腦程式的邏輯機器的描述。這個空泛的定義很容易在「CPU」這個名稱被普遍使用之前將計算機本身也包括在內。但從20世紀70年代開始，由於集成電路的大規模使用，把本來需要由數個獨立單元構成的CPU集成為一塊微小但功能空前強大的微處理器時。這個名稱及其縮寫才真正在電子計算機產業中得到廣泛應用。盡管與早期相比，CPU在物理形態、設計製造和具體任務的執行上都有了戲劇性的發展，但是其基本的操作原理一直沒有改變。 1971年，當時還處在發展階段的Intel公司推出了世界上第一台真正的微處理器－－4004。這不但是第一個用於計算器的4位微處理器，也是第一款個人有能力買得起的電腦處理器

❾ CPU都是用什麼材料做成的

電腦cpu晶元由一種叫「單晶硅」的材料製成，未切割前的單晶硅材料是一種薄圓形片，叫「晶圓片」。CPU是在特別純凈的硅材料上製造的。一個CPU晶元包含上百萬個精巧的晶體管。人們在一塊指甲蓋大小的矽片上，用化學的方法蝕刻或光刻出晶體管。

CPU正是由晶體管組合而成的。簡單而言，晶體管就是微型電子開關，它們是構建CPU的基石，你可以把一個晶體管當作一個電燈開關，它們有個操作位，分別代表兩種狀態:ON(開)和OFF(關)。這一開一關就相當於晶體管的連通與斷開。

cpu工作原理：

馮諾依曼體系結構是現代計算機的基礎。在該體系結構下，程序和數據統一存儲，指令和數據需要從同一存儲空間存取，經由同一匯流排傳輸，無法重疊執行。根據馮諾依曼體系，CPU的工作分為以下 5 個階段：取指令階段、指令解碼階段、執行指令階段、訪存取數和結果寫回。中央處理器作為計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執行單元。CPU 自產生以來，在邏輯結構、運行效率以及功能外延上取得了巨大發展。

對於CPU而言，影響其性能的指標主要有主頻、 CPU的位數以及CPU的緩存指令集。所謂CPU的主頻，指的就是時鍾頻率，它直接的決定了CPU的性能，因此要想CPU的性能得到很好地提高，提高CPU的主頻是一個很好地途徑。而CPU的位數指的就是處理器能夠一次性計算的浮點數的位數，通常情況下，CPU的位數越高，CPU 進行運算時候的速度就會變得越快。現在CPU的位數一般為32位或者64位。