今天的技術世界,万博mantex体育入口由數碼創新驅動,主要取決於製造計算機芯片,一個高度複雜的多步驟過程,必須運行在一個令人難以置信的亞微觀的尺度。
電腦芯片今天的新聞,因為他們是供不應求,這是造成廣泛的全球中斷我們為什麼不能製造更多的芯片?
簡短的回答是製造電腦芯片是非常複雜的。芯片生產設備運行完整的爆炸,但這仍然不足以滿足貪婪的全球需求。很少有廠家能滿足需求飆升的高度先進的芯片,和這些供應商措手不及全球大規模pandemic-driven激增對更多的計算機處理能力的需求。數以百萬計的產品從汽車到智能手機洗衣機依賴這些郵票大小計算強國,整個成品生產線不得不停住,大批消費品變得不可用。
電腦芯片究竟是什麼?
電腦芯片是一套包裝的電子電路印刷到薄,圓矽晶片的元素,其中一個最豐富的元素在地殼中。這些電子電路工作的幫助下晶體管,它作為微型開關,開啟或關閉電流。這些操作是所有現代計算的基礎。
第一個商用電腦芯片是英特爾4004微處理器,於1971年發布。它包含2300個晶體管,是第一個使用矽柵技術,使能電路密度增加五倍相比,以前的電腦芯片。万博mantex体育入口
相比之下,英特爾的12代19 - 12900 k的CPU包含30億個晶體管,每個人隻有7納米寬(一納米是一米的1000000000)。蘋果的M1馬克斯芯片,發達的MacBook Pro,更讓人印象深刻的是,包含1140億個晶體管構建5納米的尺度。大約四分之一的大小最小的病毒——隻有一個氫原子的50倍!
電腦芯片用於各種不同的目的,但它們大致分為四類。有微處理器(也稱為中央處理單元或cpu),內存芯片(用於短期存儲數字數據),圖形處理單元(gpu),和商品集成電路(CICs)用於專用設備,如條形碼掃描儀。
電腦芯片是怎麼來的?
矽是所有現代計算機芯片的主要成分,因為它能夠作為電流的導體或絕緣體。矽也是現成的,非常便宜,因為它是沙灘的主要成分。
雖然我們經常聽到持續的矽短缺,我們真正的意思是矽片的短缺。很少有廠家有能力建立矽片在極小的納米尺度,這生產的挑戰是每年隻增長這些芯片變小而需求繼續爆炸。
製造精密車床等工具和3 d打印機可以創建複雜的設計,但他們成為無效的千分尺的精度水平。這使得它們不適合組裝電腦芯片。
因為他們的晶體管和互聯是如此之小,電腦芯片生產需要一個過程稱為光刻,它使用光矽晶片上塗上刻出圖案photo-resistant材料。一旦芯片的原理被蝕刻在矽蝕刻充滿了各種金屬,然後摻雜製造晶體管。摻雜是一個過程,增加了精密水平的雜質,如硼、鋁、銦、砷、銻矽來改變其電特性並創建計算機芯片的微型組件。
這種光刻過程可以重複多次創建多個層矽晶圓上的電子元件。現代芯片可能會有很多數十層盡可能多的晶體管融入盡可能最小的空間。然而,有越來越多的組件層之間的權衡和越來越多的熱量產生,因為過多的熱量會導致計算性能的退化。
一旦所有這些層完成後,必須對芯片進行徹底地測試,以確保它符合設計要求。收益率是指芯片通過這些測試的比例,因此,不丟棄或降級為符合低規格。根據製造商的收益率至少90%被認為是理想的。
加工後,矽片轉換為可用的計算機芯片。完成這晶片切成小單位稱為死了,屆時必須打包來創建一個計算機芯片。單獨的小郵票大小的死是附加到襯底配備電氣連接和整個組裝然後封裝。電氣連接,有各種各樣的類型,將電腦芯片連接到其他計算機係統一旦安裝在CPU插座,內存插槽或另一個接口在計算機或其他數碼設備。
自然,整個電腦芯片製造過程必須發生在一個潔淨室工程空間,因為即使最微小的微汙染物可以立即產生破壞芯片。畢竟,所需的精度水平是許多數量級小於人眼能感知。
哪些公司做電腦芯片嗎?
世界上最大的芯片製造商像三星和英特爾家喻戶曉,同時還有很多其他公司製造各種嵌入式處理器的其他設備,如智能手機、汽車、和網絡智能技術。
半導體供應鏈大致包括三個主要的球員:
- 集成設備製造商(IDMs)設計、製造、和銷售自己的計算機芯片
- 半導體公司設計和銷售“無生產線”芯片,但外包生產
- 純玩鑄造廠生產,銷售IDMs和無生產線半導體公司
