「沙子捏的」CPU憑什麼能賣的貴？或許看完你就明白了

科技 07-15

關注硬體·聰明消費 | 歡迎關注鈦師父

題圖：實際上泡泡機也能玩出花樣哦（804KB）

如果你是一位老讀者，那麼一定看過之前小獅子放置的兩段關於CPU方面製造的視頻，不過視頻方面肯定沒有小獅子闡述的這麼好玩和生動（瘋狂加戲ing），今天就來跟大家聊一聊這CPU製作中最為重要的幾項步驟；讓你了解究竟CPU為什麼會賣的相對較貴。

你老爸沒騙你，處理器確實是「沙子做的」

相信第一次聽過這個說法的朋友都很氣：「沙子做的東西也敢賣這麼貴？」，其實這也是吃瓜群眾不了解情況下的局限認知了，而但凡了解一些進階知識的朋友你肯定會知道，目前的IC晶元必用的硅是通過沙子來進行提取的。

目前硅元素最為半導體最重要的生產材料，在成本、潛力、數量方面都具有得天獨厚的優勢，而這款重要元素目前主要的變現形式確實是沙子（主要成分為二氧化硅）構成的；因為沙子中有含量很高的硅，所以用來製作IC原材料真的是再合適不過的選擇了；有朋友可能會質疑在硅可能撐不到5nm以下的工藝了；我建議你還是省省心多吃兩個冰淇淋冷靜下，畢竟到時候你還不是只管用_。

「CPU是不是正品？？」你看完就有數了..

這種標題不是開玩笑，實際上小獅子也被問到過類似問題；當然小獅子選擇用「不知道」這種萬能回答成功進行搪塞。因為我實在是無力屆時不過或許你往下看心裡也就有數了。

小獅子想了一圈，打算用CPU製作過程中成本最複雜也是最能震撼你的工藝兩個例子來講。

首先來說說紫外線曝光，這一生產CPU環節中在技術層面最複雜、成本最高的環節。先來說原理，因為在光刻模板、透鏡、光源共同決定了「印」在光刻膠上晶體管的尺寸大小。所以需要將塗好光刻膠的晶圓放入步進重複曝光機的曝光裝置中進行掩模圖形的「複製」。掩模中有預先設計好的電路圖案，紫外線透過掩模經過特製透鏡折射後，在光刻膠層上形成掩模中的電路圖案。

一般來說在晶圓上得到的電路圖案是掩模上的圖案1/10、1/5、1/4，因此步進重複曝光機也稱為「縮小投影曝光裝置」。

一般來說，決定步進重複曝光機性能有兩大要素：一個是光的波長，另一個是透鏡的數值孔徑。如果想要縮小晶圓上的晶體管尺寸，就需要尋找能合理使用的波長更短的光，也就是這兩年開始吹的比較厲害的EUV極紫外線技術和數值孔徑更大的透鏡(受透鏡材質影響，有極限值）。

說了這麼多，這技術貴在哪裡呢？暴力一點咱們就直接從設備上來聊聊，那麼這裡就不得不提一家名為ASML的荷蘭公司。簡單來說這家巨佬公司主要做的就是向全球複雜集成電路生產企業提供領先的綜合性關鍵設備。也是全球最大的半導體設備製造商之一。

而在目前這個半導體工藝爭奪白熱化的階段，EUV極紫外光刻也成為了下一個工藝節點力爭的重要高峰。在2017年三星半導體就購入了兩台目前世界上最先進的EUV極紫外光刻機 ASML NXE3400B用作下一代更精密工藝的研發當中；什麼價格呢？這台目前最先進的設備單台價值1億歐元；所以想走在領先的路上自然是要捨得花錢買買買的。

類比一下，這台設備好像已經超過F-22的價格了（別認真，只是個類比）

而為了考慮未來更先進的量產這種設備自然也會受到各家的青睞。所以你還質疑CPU有沒有假貨？我只能用一個表情回復你。

不過能這麼問的朋友我怎麼總覺的你會買到ES版CPU的風險呢...

構建晶體管之間連接電路，你仿製一個我看看？

在晶體管致敬製造完成時候，剩餘的問題就是如何將這些數十億的晶體管之間進行連接的問題了；接下來就會進入到光刻掩模、蝕刻開孔等精細操作，再沉積下一層銅層並且繼續將這個工序多次反覆的進行。並最終形成複雜的多層連接電路網路。

接下來完成「大馬士革法」布線方式之後，一顆CPU在晶元電路方面的工程就基本完成了。但是這其中經歷了上百次不同工藝的加工並且幾乎100%全都是精細化操作，精細到出現1次問題及導致晶圓整體報廢的程度。所以你現在應該也有一個基本的了解了吧？及時是在真假問題上。

撒花前最後的工程

接下來的話題相對來講大家也會更加熟悉一點，事實上到在完成IC內核完整性的工序的檢測之後，將會進入到晶圓的劃片階段；而進行該步驟的工作刀具是粘附有金剛石顆粒的極薄圓片刀，這刀到底有多NB呢？我們用黃種人的頭髮厚度為80~90微米；而這款道具的厚度僅僅為頭髮的1/3（不一定是參照頭髮較厚的亞洲人類比的）。將晶圓上的每一個IC晶元切划下來，形成一個內核Die同時也會在裂片完成之後做出全面的外觀檢查。