Как создаются Микрочипы? Этапы производства процессоров [Branch Education на русском]

• В смартфоне находятся 62 микрочипа с 90 миллиардами транзисторов.  

• Производство микрочипов включает чистое помещение площадью восемь футбольных полей с сотнями машин стоимостью от нескольких миллионов до 170 миллионов долларов.  

• Кремниевые пластины проходят около тысячи процессов в течение трёх месяцев.  

• Каждая кремниевая пластина содержит сотни процессоров с 26 миллиардами транзисторов.  

• Микрочип включает наноскопические транзисторы и более десятка слоёв проводников.  

• Процесс производства включает вырезание, тестирование и упаковку микрочипов.  

• Процессор содержит 24 ядра, контроллер памяти, графический процессор и другие сегменты.  

• Внутри ядра видны блок-схема и элементы, включая 44 тысячи транзисторов для 32-битных операций умножения.  

• Слои металлических проводников разделены изоляционными материалами.  

• Размеры каналов транзистора составляют 36x6x52 нанометра, а расстояние между соседними транзисторами — 57 нанометров.  

• Для сравнения размеров показаны метахондрия, частица пыли и часть человеческого волоса.  

• Производство микрочипа сравнивается с выпечкой торта с 940 шагами.  

• Этапы включают нанесение изолирующего диоксида кремния, фоторезиста, вытравливание, нанесение меди и шлифовку.  

• Процесс повторяется для создания всех 80 слоёв кристалла.  

• Кремниевые пластины диаметром 300 мм переносятся в контейнерах FOUP.  

• Роботизированные манипуляторы перемещают пластины через вакуумные шлюзы в технологические камеры.  

• На заводе размещено 435 полупроводниковых установок, обеспечивающих производственную мощность 50 тысяч пластин или 11,5 миллионов процессоров ежемесячно.  

• Установки разделены на шесть групп: создание маскирующего слоя, нанесение материала, удаление материала, модификация материала, очистка пластины и проверка качества.  

• Установка нанесения фоторезиста наносит светочувствительный слой на пластину.  

• Фотолитограф просвечивает пластину ультрафиолетом через трафарет, создавая наноскопический рисунок.  

• Проявочная машина смывает ослабленный фоторезист, оставляя структурированный трафарет.  

• Фотолитограф использует источник ультрафиолетового излучения, фокусирующие линзы и фотошаблон для копирования схемы на пластину.  

• Размер фотошаблона составляет 6x6 дюймов, на нём умещается два экземпляра одного слоя процессорной схемы.  

• Ультрафиолетовый луч проецирует рисунок на поверхность фоторезиста, размечивая все 230 чипов на одной пластине.  

• Для создания процессора используются 80 фотошаблонов стоимостью 300 тысяч долларов каждый.  

• Процессор проходит через установку фотолитографии 80 раз.