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“沙子制造的”CPU芯片,为何国内就是造不出来!
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今天我们分享了关于cpu的制造过程(相关阅读:http://www.fcs1.com/dncs/180.html),我们知道了其实cpu就是来自“沙子”。可是为何国内就是造不出来!今年4月3日,Intel发布了新架构下的第八代处理器,打出了更强,更快,更乐的旗号,相信又将掀起新一轮的产业革新。

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当然Intel作为业内拥有最先进经验的芯片制造商,新产品还是很令人期待的,而很多小伙伴其实对intel的芯片很感兴趣,但是一但深入了解,很快就会被扑面而来的晶体管,微架构,纳米,CPI,睿频,超频,缓存等概念搞疯………

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所以为何CPU工作如此迅速,为何主频变化多端,纳米级别的工艺到底是外星文明的帮助还是人类智慧的结晶,一片薄薄硅圆晶上到底隐藏着怎样的秘密,就让我们借着第八代的上市,跟大家一起走一走“芯”吧……

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先说说,芯片到底是个什么东西。

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芯片,就是我们说的CPU,又名中央处理器,常说芯片是一个机器的大脑,重要性可见一斑,它负责计算机多项工作的完成,快速处理数据,并把工作分类并传输指令给计算机的其它部件,这有点像一个物流中心,要把源源不断又种类繁多的数据“包裹”分析,分类,处理,传送……

所以,要不我们就把它比作一个物流中心好了,为方便理解,我们就从甄老板要开一个物流厂说起吧……

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一、从沙子到芯片

甄老板要开一个物流厂,首先第一件事,当然是要选一块地,芯片物流厂的用地要求比较奇怪,它是需要建在沙子上的,因为工厂要顺利运行,需要一种沙子里面含有的特殊元素,si(硅),这也就是我们熟知的CPU是由沙子造的

但是我们知道沙子上是不能直接建厂的,所以沙子需要特殊处理,这个处理就是通过一系列的提纯及切割,获得芯片基座-圆晶的过程。

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圆晶(Wafer)是芯片的基础,是由硅纯度99.9999%的硅锭切割成的薄片。在这个基础上,芯片制造商们将展开体现人类制造智慧的顶级工艺。当然,为了好理解,我们还是回到工厂的建造上来吧。

二、纳米技术及微架构

好了,现在工厂有了地,但是怎么建造流水线设施,让工人好好干活呢?

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当然得找个牛一点的设计师先设计一下厂房的构造, 越牛的设计师,设计得越精巧,就是我们说的“工艺”,随着时代的进步,设计师们的精细度也从45nm级的设计,逐步精细化到32,22,甚至现在的第八代14nm,工艺越好,能容纳的工作单位(晶体管)就越多,一个针尖就有高达5k晶体管,当然也就意味着可以在工厂干活的人也越来越多,干活的速度也就能越来快啦……

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设计师们还得去设计厂房的具体布局,比如这条流水线应该从左往右,还是从上到下呢?这种布局就叫微架构,当然布局过程非常复杂,介于我们都不是学建筑的,具体的工序也没必要特别了解,通俗点讲可以看作是一个在晶圆上做微雕,雕出众多晶体管的过程……这个东东的技术性和复杂性都已经登峰造极了,下方的部分工艺大家随意感受下就行……

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架构决定了芯片的性能和功能,设计师们为了工人们能更快,更好的干活,并且能处理更多新出现的任务,在架构上简直绞尽脑汁,尽善尽美,所以在工艺进步的同时,也经常在架构上推陈出新,比如第八代 Intel就是“coffee lake-H”设计代替了前一代的“kabylake-H”的设计。

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不过微微吐槽一句,Intel的架构命名还真是好喜欢用地名啊,不是这个湖就是那个桥,可能是想表明他们就是个跟土建沙石有关的公司吧(……大误)。

晶体管做完之后,后续还有一系列的测试,切割,封装等工序,圆晶就变成了一块块芯片,我们的工厂也就建好啦。

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虽然讲的很简单,但其实背后有很多的尖端工艺,Intel作为金字塔的顶端,也只有70%的成功率,所以芯片行业真是汇集了精英资本和精英智慧的一个产业啊,不是高帅富的大佬还真的玩不起,当然这也是为什么,世界上的芯片制造商屈指可数的原因。

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工厂总算建好啦,工人们各就各位,开始干活吧……

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