Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu
Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu
autor: Tomáš Šulc , publikováno 22.6.2012
Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu

Procesor a další integrované obvody má ve svém počítači každý z nás. Jen málokdo však ví, jak složitá je výroba miniaturních obvodů s až miliardami tranzistorů, která často zabere i několik měsíců. V první části seriálu vám umožníme nahlédnout do procesu výroby moderního procesoru od křemenného písku až k dokonale čistému křemíkovému waferu.


Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu
plošný spoj jednoduchého mobilního telefonu obsahuje desítky integrovaných obvodů

Počítače a integrované obvody obecně se dnes požívají v každém oboru. V automobilovém průmyslu k vývoji, řízení výroby i samotných automobilech (elektronické podpůrné systémy, navigace, rádia), ve vědě ke složitým simulacím a analýze výsledků pokusů, v pivovarech k řízení výroby a v obchodech třeba jako pokladní systémy. Protože člověk vyžaduje stále výkonnější zařízení s co možná nejnižšími výrobními náklady, je velká snaha vyrábět integrované obvody stále menší a menší. Jen tak je totiž možné vyrobit výkonnější a současně funkční obvod s dnes už jednotkami miliard tranzistorů.

Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu
tranzistor MOSFET v pouzdře TO220

Obecně platí, že základem každého moderního integrovaného obvodu jsou unipolární tranzistory MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Tranzistor — tranzistor řízený polem s hradlem složeným z přechodu kov, oxid, polovodič). Integrovaný obvod se však nemusí skládat jen z těchto tranzistorů, ve velké většině případů (především v analogové technice) jsou v integrovaných obvodech také odpory a kondenzátory (často se jako kondenzátory cíleně používají parazitní kapacity v tranzistorech). Funkcí tranzistorů a výhodami/nevýhodami jednotlivých typů tranzistorů se však v tomto článku nebudeme zabývat, hlavním cílem je představit jednotlivé kroky používané při výrobě integrovaného obvodu se zaměřením na moderní mikroprocesory.

Od písku k procesoru — výroba křemíkového waferu
integrovaný obvod GK110 od nVidie — 7,1 miliardy tranzistorů, vyrobeno litografií 28 nm, plocha čipu 550 mm2

Integrovaný obvod nad tímto odstavcem pravděpodobně poznala většina čtenářů. Jde o fotografii nezapouzdřeného obvodu GK110 (ve slangu se takové fotografii říká die), v současné době nejsložitějšího sériově vyráběného integrovaného obvodu. Vyráběn je pomocí 28nm litografie, je v něm celkem 7,1 miliardy tranzistorů a jeho plocha je na poměry integrovaného obvodu obřích 550 milimetrů čtverečních. A právě na to, z jakých materiálů a jakými postupy lze takovýto integrovaný obvod vyrobit, se srozumitelnou formou pokusím odhalit v následujících kapitolách.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
248 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 121.6Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
TOPlist
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.