Galactico blogja

A sok hülyeség mellett pár hasznos információt is megszeretnék veletek osztani, ezért egy újabb rovatot indítottam HOW IT`S MADE címmel.
Az első téma, amiről írni fogok egy olyan dolog, ami napjainkban már nélkülözhetetlen, és ami nélkül ez a bejegyzés sem jöhetett volna létre.

Ez a számítógép processzor.
Föltettétek-e már a kérdést, hogy vajon miből készül a világ egyik legbonyolultabb alkatrésze? A válasz egyszerűbb, mint gondolnátok, a számítógép lelke homokból készül.
Pontosabban kvarchomokból, ami gazdag szilíciumban. A homokból kinyert szilícium többszöri tisztításon esik át, hogy elnyerje a félvezetőgyártáshoz szükséges szintet.  Ez olyan tisztaságot igényel, hogy egymilliárd szilícium atomra csupán egy idegen atom juthat.
A szilíciumot megolvasszák majd, az olvadékból kristályt növesztenek, melyből egy rúd formájú monokristály lesz, amit öntecsnek hívunk. Egy ilyen rúd kb. 100 kilogrammot nyom és 99,9999 százalékos tisztaságú.

Majd a rudat felszeletelik amelyet „wafer”-nek vagy ostyának nevezünk.  A szilíciumszeleteket addig polírozzák, amíg tükörsima felületet nyernek. A waferre egy fényérzékeny anyagot visznek fel, hasonlót ahhoz, amit a fotográfiában használnak. E művelet közben a művelet folyamatosan pörög, hogy egyenletes legyen a réteg felvitele.
Eztán a fényérzékeny réteket ultraibolya sugarakkal kezelik, ezáltal feloldódik. A megvilágítás maszkok segítségével történik, amelyek sablonkánt szolgálnak. A maszkok különféle áramkörök mintázatait alakítják ki a mikroprocesszor minden egyes rétegén.

A szilícium és a maszk között található egy lencse, amely zsugorítja a maszk által kivetített képet. Így a szeletre kerülő lenyomat negyedakkora, mint a maszk.
Egyetlen ostyán mikroprocesszorok százait alakítják ki, de mi csak egyetlen tranzisztorról beszélünk. Egyetlen tranzisztor olyan, mint egy kis kapcsoló, az elektromos áram folyását biztosítja a chipen belül.
Az Intel kutatói olyan apró tranzisztorokat fejlesztettek ki, melyekből 30 millió férne egy tű hegyére. A Sokol rádió burkolatán harminc éve a felirat büszkén hirdette: 7 darab tranzisztort tartalmaz.

A maszkozás után meggyengült fényérzékeny anyagot eltávolítják. A megmaradt fedőréteg megvédi az alatta lévő anyagot, míg a csupasszá vált felületet lemaratják. A maratás után a maradék fényérzékeny réteget is eltávolítják, így létrejön a kívánt forma.
A maratást követően a csupaszon maradt szilíciumot különféle kémiai szennyeződéssel (ionokkal) bombázzák. Ezzel a folyamattal beültetik az ionokat a szilícium anyagába, megváltoztatva az érintett terültetek elektromos vezetési képességét.
Ezután három lyukat marnak a tranzisztor feletti rétegbe, amelyeket rézzel töltenek fel, ami a többi tranzisztorral való összeköttetést biztosítja. Ez a folyamat után rézszulfát oldatba kerülnek a waferek, majd rézionokat helyeznek el a tranzisztorokon. A rézionok a pozitív töltés felől a negatív irányba mozognak, melyet a szilícium képvisel. A rézionok egy vékony rézréteget képeznek. Ezt követően a felesleges anyagokat lecsiszolják. Több fémréteget hoznak létre, hogy összekössék a különféle tranzisztorokat.

Hogy pontosan hogyan néznek majd ki ezek az összeköttetések, azt az architektúra dönti el. A chipek annak ellenére, hogy rendkívül laposnak tűnnek, valójában akár több mint 20, egymásra épülő rétegből álló komplex áramkörökből állnak. A szilíciumszeleten található chipek tulajdonképp elkészültek, így kezdődik a tesztelés: megvizsgálják, hogy a kialakított áramkörök működnek-e. Amennyiben a teszten megfeleltek, a szilícium ostyát darabokra vágják.

Azok a chipdarabok, amelyek helyes választ adtak a tesztelésre, továbbjutnak a következő lépésre, a hibás darabokat kidobják. A tesztelt chipeket ezután kivágják a korongból.
A kivágott chipet ezt követően tokozni kell. A fogadó alapot, a chipet és a hőt elvezető és szétterítő “sapkát” összetéve kapjuk meg a végleges processzort. A tok ezen felül elektronikus és mechanikus felületet biztosít a chip számára, melyen keresztül a PC többi részével is kapcsolatba kerül. Kész a végleges processzor.  A processzor a világ egyik legbonyolultabb terméke. Valójában több száz lépésből áll az előállítása, most csak a legfontosabbakat vettük sorra.

(Az információ és a képek nagyrésze a Technet.hu-ról származnak. Szerkeztette:Galactico)

A bejegyzés aranymondása:
“A processzor füstel működik, ha kiszál belöle a füst nem működik többet.”