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CPU——中央处理器，世界上单位体积集成度最大的集成电路核心，也是唯一无法山寨的物品。CPU的制造过程代表了当今世界科技发展的最高水平。 
处理器的制造过程可以大致分为选取原料沙子(石英)、提纯成硅锭、晶圆、光刻、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等基本步骤。
硅熔炼成硅锭：通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。
单晶硅锭呈圆柱形，重约100千克，硅纯度达99.9999%。然后将硅锭横向切割成圆形的单个硅片——晶圆(Wafer)。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕。
对晶圆进行光刻胶(Photo Resist)，在晶圆旋转过程中浇上蓝色的的光刻胶液体，晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、平。
光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当于开关，控制着电流的方向。晶体管及其微小，一个针头上就能放下大约3000万个。
溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。然后光刻，并洗掉曝光的部分。
离子注入：在真空系统中，用经过加速，并掺杂原子的离子照射固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。
离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已注入了不同的原子。这时候的绿色和之前已经有所不同。
至此，晶体管的制造已经基本完成。然后在绝缘层(红色部分)上蚀刻出三个孔洞，并填充上铜，以便和其它晶体管互连。
电镀铜层：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。电镀完成后，沉积在晶圆表面的铜离子形成一个薄薄的铜层。
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。
磨光后的晶圆表面下显露出金属层，铜离子金属层属于晶体管级别，大约500纳米。金属层在不同晶体管之间形成复合互连金属层，尽管芯片表面看起来异常平滑，但事实上包含20多层复杂的电路，形如未来世界的多层高速公路系统。
进行晶圆测试：使用参考电路图案和每一块芯片进行功能性测试，然后丢弃瑕疵内核。
将晶圆切割成块，尺寸300毫米/12英寸，每一块就是一个处理器的内核(Die)。
图为Core i7的核心。
封装CPU：将衬底(基片针脚)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。封装级别，20毫米/1英寸。
最后一次等级测试：可以鉴别出每一颗处理器的关键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器的等级。
制造、测试完毕的处理器包装好后进入市场。
内容来自懒豆豆，感谢原作者的辛苦创作！ 
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本帖最后由 JQ_Lin 于 2017-5-4 23:09 编辑 我手中保存的上世纪七十年代试制的一种集成电路的观察缺陷的局部1000X的SEM照片
这是拍照片的SEM —— 台式扫描电子显微镜
较现代的已制作完成尚未分切的大圆晶片
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· 2020-1-19 16:35:10
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