Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
autor: Tomáš Šulc , publikováno 30.3.2015
Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů

Výroba integrovaného obvodu, jakým jsou třeba procesory nebo GPU, vyžaduje stovky složitých operací a zabere mnoho času. Už jsme si popsali, jak funguje tranzistor a ukázali základní kroky výroby tranzistoru na waferu. Dnes si rozebereme fotolitografii nebo iontovou implantaci a popíšeme i další kroky v tomto zajímavém procesu.


Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
testování waferu během výroby reflektometrií (zdroj: sentech.com)

Protože je výroba integrovaných obvodů drahá, náročná a výrobní vadu uvnitř obvodu není možné opravit, snaží se jim výrobci co nejvíce předcházet tím, že obvody testují už během výroby. Jednou z takových metod je reflektometrie, která je založena na odrazu světla od waferu. Jde o způsob, kterým lze například měřit tloušťku dielektrika u hradel unipolárních tranzistorů nebo tloušťku naneseného fotorezistu. Pokud se při tomto testování během výroby zjistí větší množství poruch, je wafer vyřazen z dalšího zpracování.

Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
testování hotových waferů (zdroj: wikipedia.org)

Přestože se wafery a jednotlivé integrované obvody testují už během výroby, největší a nejpodrobnější testování nastává až po jejich úplném vyrobení (tzn. po dokončení poslední vrstvy metalizace). Wafer se osadí do testovacího zařízení, které bývá uzpůsobeno pro konkrétní typ vyráběného integrovaného obvodu. Obsluha tak má například k dispozici sadu hrotů, které připojí ke každému integrovanému obvodu na waferu a tím vyzkouší jejich funkčnost. Informace o testování každého integrovaného obvodu a jeho vlastnostech jsou pečlivě logovány a později se podle nich určuje, s jakými parametry se bude konkrétní obvod prodávat.

Od písku k procesoru: tajemství technologií výroby čipů
AMD Radeon HD 5830 používal defektní jádra Cypress — aktivních měl jen 1120 z 1600 výpočetních jednotek a 16 z 32 ROP jednotek

Pokud se při testování zjistí, že testovaný integrovaný obvod nefunguje zcela správně, anebo se nevejdo do požadovaného TDP, nemusí to hned znamenat jeho vyhození a likvidaci. Všichni výrobci se dnes snaží produkci co nejvíce uplatnit a tak, pokud je to jen částečně možné a na integrovaném obvodu neodešla některá z jeho kritických částí (v případě jádra grafické karty například řadič PCI Express), jej dávají do nižších produktových řad.

Grafické karty jsou ukázkovým příkladem výše uvedeného postupu, kdy vyšší modely používají plně aktivní a funkční jádra a nižší pak jádra částečně defektní. V krajních případech došlo v minulosti i k tomu, že grafická karta s plně aktivním jádrem nebyla v první vlně vůbec vydána a na trh se dostala až později po odladění výroby a vylepšení výtěžnosti (zmenšení počtu defektů). Takovými příklady byly například jádro nVidia GF100 (GeForce GTX 480 a GTX 580) nebo v nedávné minulosti GK110 (GeForce GTX Titan a GTX 780 Ti).



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
96 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 45.6Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.