SME
Utorok, 20. október, 2020 | Meniny má VendelínKrížovkyKrížovky

Z čoho sa vyrábajú procesory? Z piesku

Zamysleli ste sa niekedy nad tým, odkiaľ pochádza všetok ten kremík, z ktorého sa vyrábajú čipy a procesory? Ak vás myšlienky vedú k piesku, ste na správnej ceste. K tomu však treba technológie, ktorých vývoj trval dlhé roky.

(Zdroj: Stock.XCHNG)

Materiálu na výrobu čipov je viac ako dosť. Kremík je hneď po kyslíku druhým najbežnejším prvkom zemskej kôry, takže jeho vyčerpania sa báť nemusíme. Niektoré firmy z piesku vyrábajú sklo, iné sklenú vatu, ďalším sa naopak darí premeniť ho na kremík s vysokou čistotou, ktorý je vhodný na použitie v elektrotechnike. Na to, aby bol použiteľný musí dosahovať 99,999 percentnú čistotu. Roztavená hmota musí postupne kryštalizovať. Výsledkom je polotovar vo forme ingotu vážiaci 100 kilogramov. Intel používa pri výrobe procesorov ingoty s priemerom 30 centimetrov.

Skryť Vypnúť reklamu

Ingoty je potrebné rozrezať na tenké plátky, ktoré sa volajú wafery. Každý z nich je potrebné dokonale vyleštiť, aby mohli na scénu nastúpiť ďalšie technológie. Práve tu sa ukáže, či je kvalita kremíka dostatočná na to, aby poslúžil pre výrobu zložitých polovodičových štruktúr. Dúhové kotúče, ktoré sa budú neskôr rezať na jadrá procesorov ste už určite na fotografiách videli.

Tak ako sa v tmavej komore vyrábajú pod zväčšovákom na špeciálny papier so svetlocitlivou vrstvou fotografie, rovnaký princíp sa používa pri fotolitografii čipov. Na kremík sa nanesie svetlocitlivý povlak, na ktorý sa ultrafialovým žiarením premieta matica. V tomto kroku vznikajú na povrchu šablóny tranzistorov, ktoré položia základ elektronickej logike. Na plochu vo veľkosti špendlíkovej hlavičky sa ich vmestí 30 miliónov.

Skryť Vypnúť reklamu

Aby sa však matrica premietla aj do materiálu, treba siahnuť po chémii, ktorá do kremíkového podkladu vyleptá vzory na miestach, ktoré nie sú kryté ochrannou vrstvou. Tu sa vytvorí priestor pre ďalšie komponenty, ktoré umožnia formovanie tranzistorov. Všetko je však zložitejšie, ako sa na prvý pohľad môže zdať.

Opäť sa vracia do hry krycia svetlocitlivá vrstva. Teraz má usmerniť tok iónov na miesta, kde sa vyžaduje zmena vlastností kremíka. Pri bombardovaní elektrickým poľom letia elekróny rýchlosťou až 300 tisíc kilometrov za hodinu, aby zmenili spôsob, akým kremík vedie elektrické impulzy. V tomto kroku sa vytvárajú polovodičové prechody, ktoré sú jadrom tranzistorov.

Tranzistory sú už síce kompletné, chýbajú im však kontakty, ktorými ich bude možné vzájomne poprepájať. Na kremíkovú plochu sa nanáša izolačný materiál, v ktorom je potrebné vytvoriť otvory v miestach, kde vzniknú kovové konakty. Usmernený tok iónov medi vytvorí na povrchu súvislú vrstvu - v otvoroch aj na povrchu izolantu.

Skryť Vypnúť reklamu

Keď sa leštením pokovenie odstráni, zostanú na povrchu iba body v mieste kontaktov. Tie treba poprepájať medzi sebou tak, aby tvorili logické celky. Aj keď jadrá procesorov vyzerajú na prvý pohľad ako ploché kryštály s jemnou štruktúrou, v skutočnosti sa nad kremíkom nachádza až 20 vrstiev kovových prepojov.

Na rad prichádza triedenie a rezanie waferov na jednotlivé čipy. Ešte predtým, ako sa dostanú do puzdier s kovovými kontaktami pre zasunutie do pätice či prispájkovanie na dosku plošných spojov, prechádzajú množstvom testov. Kontroluje sa ich funkčnosť aby bolo jasné, či sa výroba podarila, alebo nie.

Každé jadro putuje do puzdra, aby bolo odolnejšie a znieslo manipuláciu v obyčajnom prostredí, kde ľudia nepoužívajú skafandre, biele plášte a vzduch je plný prachu a nečistôt. Procesory dostávajú svoju tvár tak, ako ju poznáte.

Skryť Vypnúť reklamu

Zvyšok je už iba rutina točiaca sa okolo výstupnej kontroly, logistiky a marketingu. Každý procesor prechádza vo finále testami, aby sa zistilo, akú pracovnú frekvenciu znesie, koľko tepla pri behu vyrobí a aké sú jeho kľúčové charakteristiky. Zabalené procesory mieria k výrobcom hardvéru a na pulty predajní.

Aj keď to všetko vyzerá až príliš jednoducho, vedzte že veci sú podstatne zložitejšie, ako sme ich v tomto krátkom sprievodcovi popísali. Za všetkým sú nákladné technológie, ktoré si výrobcovia strážia a chránia patentami. Veď výrobcov procesorov by ste mohli spočítať na prstoch.

Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Zákaz vychádzania pre netestovaných? Pochybnosti majú ústavní právnici aj prezidentka

Vláda riskuje, že Ústavný súd zruší testovanie skôr, ako sa začne.

Ilustračné foto.
Prezidentka SR Zuzana Čaputová a premiér SR Igor Matovič počas zasadnutia Bezpečnostnej rady SR.

Koronavírus na Slovensku: Prezidentka nepodporuje sankcie za odmietnutie testovania (minúta po minúte)

Pribudlo ďalších šesť úmrtí na Covid-19, zomrel aj lekár z Oravy.

Prezidentka Zuzana Čaputová na rokovaní bezpečnostnej rady.
Zamestnanci spoločnosti Volkswagen Slovakia pracujú na výrobnej linke.

Neprehliadnite tiež

Prelet okolo južného pólu Bennu, záber vznikol zo vzdialenosti 12 kilometrov, keď sa sonda vzďaľovala.

Na planine Nazca objavili nový obrovský obrazec

Doteraz odkryli vyše tristo obrazcov.

Obrazec objavili pri navrhovaní novej cesty k rozhľadni.

Rusom na orbite sa pokazila toaleta

Vesmírna stanica má len dve toalety, druhá je v americkom segmente.

Ilustračná fotografia.

Inzercia - Tlačové správy

  1. Home (ale aj) Office
  2. Downtown Bratislavy sa rozrastie o nový rezidenčný projekt
  3. Na Slovensku pribúdajú nové bankomaty. Viete čo v nich vybavíte?
  4. Zamestnanec chcel príspevok na stravu, no šéf mal iný názor.
  5. Zaplatiť za kávu či obed pomocou správy v čete? Už čoskoro
  6. Zelená Bratislava
  7. Covid a post-Covid: Ako sa chrániť pred kybernetickými útokmi?
  8. Pravá strana Dunaja môže vďaka Inchebe získať novú tvár
  9. Vyučujú školy informatiku dobre? Tieto patria medzi ukážkové
  10. Znečistenie riek už možno nebude možné zastaviť
  1. Počas pandémie je dôležité aj správne kúrenie
  2. Bezbariérové vozidlo
  3. Na NFŠ môže byť rýchlo 72 špeciálnych lôžok pre COVID 19
  4. Zaplatiť za kávu či obed pomocou správy v čete? Už čoskoro
  5. Covid a post-Covid: Ako sa chrániť pred kybernetickými útokmi?
  6. Zelená Bratislava
  7. Pravá strana Dunaja môže vďaka Inchebe získať novú tvár
  8. Ruža zmeny
  9. Úpravy automobilov pre ZŤP
  10. No Finish Line v Bratislave sa presúva do virtuálneho priestoru
  1. Rysy navštívi päťtisíc ľudí denne. Ako vyzerá denný chod chaty 28 859
  2. Jedlo v Bratislave: Tieto reštaurácie určite vyskúšajte 16 155
  3. Kam sa vybrať za jesennými výhľadmi? 14 852
  4. Čo bude s gastráčmi a miliardy z EÚ ako prekliatie? 13 730
  5. Vyučujú školy informatiku dobre? Tieto patria medzi ukážkové 12 368
  6. Pravá strana Dunaja môže vďaka Inchebe získať novú tvár 10 536
  7. Ako vidia budúcnosť deti zo základných škôl? Budete prekvapení 10 228
  8. Toto sú povolania budúcnosti. Niektoré prekvapili 9 118
  9. Korenie sexuálneho života po päťdesiatke. Tieto tipy vyskúšajte 9 077
  10. Hodnotenie profesionála: Ako obstáli obľúbené hotely v Tatrách? 8 920