SME

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.

SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou
SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť 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.

SkryťVypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu

Neprehliadnite tiež

Mesiac.

Japonská ispace stratila kontakt so sondou stratila necelé dve minúty pred pristátím na Mesiaci.


TASR
Ľudia so závažnými a dlhotrvajúcimi ochoreniami, by mali mať zapísané informácie o svojom zdravotnom stave. Pomôcť im môže aj predinštalovaná funkcia v smartfóne.

Záchranári si zistia zdravotné údaje.


16
Vizualizácia zrážky Mliečnej cesty s galaxiou Andromeda.

Milkomeda nie je samozrejmosť.


10
Logá spoločností Instragram, Facebook, WhatsApp a Meta.

Spoločnosť nahradí štátne dotácie, ktoré udržiavali prevádzku elektrárne Clinton Clean Energy Center.


SITA

Komerčné články

  1. Zober loptu, nie mobil. Cieľom je prepojiť úspešných športovcov
  2. Hodnotenie profesionála: Ako je Turecko pripravené na leto?
  3. Slováci investujú viac, vo fondoch majú už 14 miliárd eur.
  4. Otvorili najmodernejšiu kliniku pre neplodné páry na Slovensku
  5. Slovenské dôchodky nemá kto zachrániť
  6. Plátené tašky a opakované použitie
  7. Kupujete si dovolenku? Nezabudnite na poistenie storna!
  8. Národný futbalový štadión prináša do ekonomiky milióny
  1. Zober loptu, nie mobil. Cieľom je prepojiť úspešných športovcov
  2. Čo vám hrozí, keď si neliečite alergiu
  3. Hodnotenie profesionála: Ako je Turecko pripravené na leto?
  4. Slováci investujú viac, vo fondoch majú už 14 miliárd eur.
  5. Oslava ako v Hollywoode: Kaufland má narodeniny, pozýva aj vás
  6. Slovenské dôchodky nemá kto zachrániť
  7. Otvorili najmodernejšiu kliniku pre neplodné páry na Slovensku
  8. Sigord – les, kde sa stretáva zodpovedné hospodárenie s turizmom
  1. Otvorili najmodernejšiu kliniku pre neplodné páry na Slovensku 17 351
  2. Slovenské dôchodky nemá kto zachrániť 6 033
  3. Národný futbalový štadión prináša do ekonomiky milióny 5 653
  4. Ženy nepatria za volant? Majiteľ autoškoly má iný názor 4 592
  5. Hodnotenie profesionála: Ako je Turecko pripravené na leto? 4 347
  6. Plátené tašky a opakované použitie 4 119
  7. Prenájmom bytu môžete zlepšiť životy 2 287
  8. Vírus HPV môže mať až 80% sexuálne aktívnych ľudí 2 206
SkryťZatvoriť reklamu