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.

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.

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.

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.

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.

Najčítanejšie na SME Tech


Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Zoznam vecí, na ktorých chce ušetriť štátna zdravotná poisťovňa

Výber úsporných opatrení, ako ho navrhla Všeobecná zdravotná poisťovňa.

TECH

BlackBerry vstáva z mŕtvych, chystá novinku s klávesnicou

Klávesnica, touchpad, dobre čitateľný displej a kvalitné fotoaparáty.

KOMENTÁRE

Pozrime sa na pád predsedu Danka z výslnia

Aj keby výložky z pyžamy neodpáral, určite im už bozkami lásku neprejavuje.

Neprehliadnite tiež

SpaceX už o rok prevezie turistov okolo Mesiaca

Ľudstvo neopustilo obežnú dráhu Zeme od roku 1972. Zmenia to superbohatí turisti.

Filozof Thomas Metzinger: Popierať slobodnú vôľu môže byť nebezpečné

Umelá inteligencia môže mať vyššiu mieru sebakontroly ako človek, povedal pre SME profesor teoretickej filozofie THOMAS METZINGER.

Nová peňaženka má spájať všetky financie do jednej karty

Už nie mobil, ale karta samotná zaistí všestrannosť pri platení v obchodoch.

Nabíjačky budú menšie a ľahšie, zmestia sa do peňaženky

Ak chcete nabíjať mobil, stačí vám zásuvka a vrecková nabíjačka.

Inzercia - Tlačové správy


  1. Register partnerov verejného sektora v rukách profesionálov
  2. Ďalšia stovka si našla ten svoj
  3. Pivný bar Senica: Miesto, kde objavíte, ako má chutiť pivo
  4. Volkswagen Golf: Viac, než facelift
  5. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom
  6. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom
  7. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to
  8. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš
  9. Objavte netušené možnosti nových firemných kreditných kariet
  10. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári
  1. Ďalšia stovka si našla ten svoj
  2. Register partnerov verejného sektora v rukách profesionálov
  3. Jakub Mankovecký z SPU v Nitre bol opäť úspešný v reze viniča
  4. Hitparáda štiav
  5. 14. ročník AmCham „Job Fair“ v Košiciach
  6. Pivný bar Senica: Miesto, kde objavíte, ako má chutiť pivo
  7. Projekt "Zvýšenie odborných kapacít v oblasti práce s mládežou"
  8. Malé knedličky, veľké dojmy
  9. Volkswagen Golf: Viac, než facelift
  10. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom
  1. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom 10 741
  2. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to 7 783
  3. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom 6 055
  4. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce 5 437
  5. Volkswagen Golf: Viac, než facelift 5 424
  6. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš 5 391
  7. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta 3 462
  8. Pivný bar Senica: Miesto, kde objavíte, ako má chutiť pivo 2 716
  9. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom? 2 353
  10. Trenkwalder má nového generálneho riaditeľa 2 190

Už ste čítali?

Domov NajnovšieNajčítanejšieDesktop