STEM

Czy to prawda, że procesory powstają z piasku?

Writer

Od redakcji:

Artykuł ukazał się pierwotnie na łamach “Niezbędnika inteligenta”, dodatku do tygodnika “Polityka”. Jego autorem jest Marcin Kolasiński, Software Engineer, Intel Technology Poland.

Czytaj też:
“Wielka Encyklopedia Intela: Jakie są granice miniaturyzacji?”

“Wielka Encyklopedia Intela: Jak działa Internet?”
“Wielka Encyklopedia Intela: Czy komputery będą kiedyś w naszych głowach?

***

 Nie więcej niż jeden atom zanieczyszczeń na miliard atomów krzemu

Procesor jest prawdopodobnie najbardziej skomplikowanym produktem wytwarzanym masowo przez człowieka. Zaskakujący może być fakt, że materiał potrzebny do jego produkcji jest na Ziemi bardzo rozpowszechniony. Krzem, bo o nim mowa, stanowi ponad jedną czwartą masy skorupy ziemskiej. Występuje głownie w postaci tlenku krzemu SiO2, który jest głównym składnikiem piasku. Żeby nie było zbyt prosto, do produkcji procesora potrzebna jest bryła czystego krzemu – czystego do tego stopnia, aby jeden atom zanieczyszczeń przypadał na miliard atomów tego pierwiastka. Taki materiał można uzyskać jedynie podczas długotrwałego, wieloetapowego procesu. Ze stopionego krzemu powstaje ogromny monokryształ w kształcie walca o średnicy kilkudziesięciu centymetrów i wadze około 100 kilogramów. Walec ów cięty jest następnie na cienkie plastry o grubości do 1 milimetra. Krzemowe plastry, zwane waflami, są następnie polerowane tak, aby po obu stronach ich powierzchnia była idealnie płaska. Producenci procesorów kupują gotowe wafle od firm specjalizujących się w ich produkcji. Z jednego można wyprodukować kilkaset procesorów.

15 tygodni, do 500 przebiegów technologicznych

 

Wafel krzemowy z rdzeniami procesorów Intel Core 4. generacji wykonanymi w procesie technologicznym 22 nm

 

Droga od krzemowego wafla do procesora jest bardzo długa. Proces produkcji trwa do 15 tygodni i wymaga nawet pięciuset przebiegów technologicznych. W tym czasie na powierzchnię wafla nanosi się miliony tranzystorów. Po ich połączeniu za pomocą wielu warstw metalowych ścieżek, wafel można pociąć i umieścić w bezpiecznej obudowie.

Absolutna czystość, praca w nadciśnieniu

W całym procesie bardzo ważne jest zachowanie możliwe największej czystości. Powietrze w pomieszczeniach, w których produkuje się procesory, poddawane jest ciągłej filtracji. Pracownicy muszą mieć na sobie specjalne kombinezony ochronne, maski na twarz, okulary i specjalne obuwie. Wchodząc do środka, muszą przejść przez specjalne śluzy. Wewnątrz zawsze panuje nadciśnienie, aby w przypadku nieszczelności powietrze wydobywało się na zewnątrz, a nie odwrotnie. Powyższe procedury są niezbędne. Najdrobniejszy pyłek na krzemowej strukturze procesora jest jednoznaczny z jego nieodwracalnym uszkodzeniem.

Intel_lab

Udostępnij ten artykuł

Podobne tematy

Nauka

Przeczytaj w następnej kolejności