Технология производства микропроцессоров

Главная » Техника и технологии

dic.academic.ru

Микропроцессор - это интегральная схема, сформированная на маленьком кристалле кремния. Кремний применяется в микросхемах в силу того, что он обладает полупроводниковыми свойствами: его электрическая проводимость больше, чем у диэлектриков, но меньше, чем у металлов. Кремний можно сделать как изолятором, препятствующим движению электрических зарядов, так и проводником - тогда электрические заряды будут свободно проходить через него. Проводимостью полупроводника можно управлять путем введения примесей.

Микропроцессор содержит миллионы транзисторов, соединенных между собой тончайшими проводниками из алюминия или меди и используемых для обработки данных. Так формируются внутренние шины. В результате микропроцессор выполняет множество функций – от математических и логических операций до управления работой других микросхем и всего компьютера.

Один из главных параметров работы процессора – частота работы кристалла, определяющая количество операций за единицу времени, частота работы системной шины, объем внутренней кэш-памяти SRAM. По частоте работы кристалла маркируют процессор. Частота работы кристалла определяется скоростью переключений транзисторов из закрытого состояния в открытое. Возможность транзистора переключаться быстрее определяется технологией производства кремниевых пластин, из которых делаются чипы. Технологический процесс определяет размеры транзистора. Например, при использовании 90-нм техпроцесса, который был введен в начале 2004 года, размер транзистора составляет 90 нм, а длина затвора – 50 нм.

Все современные процессоры используют полевые транзисторы. Переход к новому техпроцессу позволяет создавать транзисторы с большей частотой переключения, меньшими токами утечки, меньших размеров. Снижение размеров позволяет одновременно уменьшить площадь кристалла, а значит и тепловыделение, а более тонкий затвор позволяет подавать меньшее напряжение для переключения, что также снижает энергопотребление и тепловыделение.

Технология изготовления микропроцессоров

Современные микропроцессоры — одни из самых сложных электронных устройств, для выпуска которых требуются сотни производственных этапов. Основой производства микропроцессоров является фотолитография: процесс создания схемы кристалла на подложке путем фотомеханического переноса изображений с масок под воздействием ультрафиолетового освещения. При помощи масок в микропроцессоре слой за слоем создаются структуры с определенными характеристиками. Эти структуры создаются из фоторезиста — вещества, становящегося растворимым при облучении ультрафиолетом. Фоторезист наносится на поверхность кремниевой подложки и облучается через шаблон. На освободившуюся после растворения фоторезиста поверхность вводят примеси, обеспечивающие необходимую электрическую проводимость кремния. Если нужно сформировать непроводящую область, то на поверхности наращивается слой оксида кремния. Процесс повторяется при формировании каждого слоя микропроцессора.

Количественным показателем сложности технологического процесса при выпуске микропроцессоров служит проектная норма точности литографии. Первые процессоры выпускались по проектной норме 10 мкм, а в процессорах Pentium III используется уже 0,18-микронная технология.

Технология 0,18 микрона позволяет разместить все элементы процессора на пластине вдвое меньшей по площади, чем при использовании предыдущей 0,25-микронной технологии. Intel уже ведет разработки технологии 0,13 микрона и кремниевых подложек с медной металлизацией диаметром 300 мм. Сегодня стандартными считаются 200-миллиметровые вейферы, а переход на пластины диаметром 300 мм позволит увеличить полезную площадь на 240%, а значит, приведет и к снижению себестоимости изделий в среднем на 30%.

Исключительно жесткие требования предъявляются производственными процессами к чистоте помещений. Сверхчистые помещения, в которых изготавливаются микропроцессоры, называются «чистыми комнатами» первого класса. Работающие в этих помещениях люди должны быть такими же чистыми, поэтому персонал сверхстерильных производственных цехов использует специальные костюмы Bunny Suit, знакомые всем из рекламных роликов Intel.

Технологии изготовления микросхем микропроцессоров

dic.academic.ruКомпьютерные технологии развиваются стремительными темпами, и микропроцессор стал основой всех современных микротехнологий. В основе работы любого современного устройства лежит высоко интегрированная интегральная микросхема , объединившая в своем корпусе множество различных полупроводниковых элементов, таких как транзисторы. Основным материалом для производства микроэлементов стали полупроводники, чаще всего кремний. Он применяется в микросхемах в силу того, что его электрическая проводимость больше, чем у изоляторов, но меньше чем у металлов. Проводимостью полупроводника можно управлять путем введения примесей p- или n-типа.

Микропроцессор - это ИМС, сформированная на маленьком кристалле кремния. Он содержит миллионы транзисторов, соединённых между собой тончайшими проводниками из алюминия или меди. Объединённые в цепи транзисторы и др. элементы, образуют функциональные группы различного назначения. Впервые процессор на одиночном кристалле кремния был сконструирован фирмой Intel в 1969 году, который мог работать с 2 чипами для временного хранения информации и считывания стартовой программы, и состоял из 2250 транзисторов. Этот процессор изначально предназначался для программируемых калькуляторов, но т.к. он превзошел все ожидания, то его нарекли 4004, новым устройством в линейках Intel.

Микропроцессор - это интегральная схема, сформированная на маленьком кристалле кремния. Кремний применяется в микросхемах в силу того, что он обладает полупроводниковыми свойствами: его электрическая проводимость больше, чем у диэлектриков, но меньше, чем у металлов. Кремний можно сделать как изолятором, препятствующим движению электрических зарядов, так и проводником - тогда электрические заряды будут свободно проходить через него. Проводимостью полупроводника можно управлять путем введения примесей.

Микропроцессор  содержит миллионы транзисторов, соединенных  между собой тончайшими проводниками из алюминия или меди и используемых для обработки данных. Так формируются внутренние шины. В результате микропроцессор выполняет множество функций – от математических и логических операций до управления работой других микросхем и всего компьютера.

Все современные  процессоры используют полевые транзисторы. Переход к новому техпроцессу позволяет создавать транзисторы с большей частотой переключения, меньшими токами утечки, меньших размеров. Уменьшение размеров позволяет одновременно уменьшить площадь кристалла, а значит и тепловыделение, а более тонкий затвор позволяет подавать меньшее напряжение для переключения, что также снижает энергопотребление и тепловыделение.

Технология производства микропроцессоров

Ferrari получаст спонсорскую поддержку и рентной доход при продаже автомобилей модельного ряда, а для Lego улучшаются условии глобального распределения. Соглашение о ко-бредоинге предполагает использование десяти эксклюзивных наборов игрушечных кубиков и автомобиля Ferrari-Lego с логотипом Shell. Shell стремится продавать от 10 до 20 млн игрушечных наборов Lego по всему уиру. Это сделает Shell одним из крупнейших в мире продавцов игрушек.

В течение ряда лет, выпуская 286, 386 и 486-й процессоры, Intel использовал стратегию корпоративного бренда. Однако в 1993 г. компания выпустила компонент с собственным брендом Pentium Chip. Intel — последний пример того, как поставщик, используя собственный бренд, может успешно увеличивать ценность как своего, так и конечного продукта. Intel владеет двумя третями мирового рынка и, таким образом, является мировым лидером в области производства микропроцессоров — «мозгов» персонального компьютера. Завоевание такой огромной доли рынка обошлось недешево, но Intel, используя телевизионную рекламу и рекламу в различных компьютерных журналах, смог добиться известности среди покупателей ПК и, несмотря на жесткую конкуренцию в компьютерной отрасли, наделить свой продукт специфическими характеристиками.

Технология производства микропроцессоров развивается стремительно, и появление каждого нового поколения процессоров означает, что его предшественник безнадежно устарел. Intel перенял у NutraSweet стратегию маркирования ингредиента, но в то же время смог разработать собственную стратегию использования фирменного бренда для продукта, который не столь «близок» к потребителю, как NutraSweet.

Источники: dic.academic.ru, www.modlabs.net, pc2008.ru, lektsii.org, student.zoomru.ru, njkenpo.com

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр справа: код подтверждения


Это интересно

Секретная база

Военная база США, именуемая как Зона-51, тщательно скрыта от людского взора – на картах ее не обнаружить. Именно ...


Астронавт Гибсон и тайна корабля Джемини

Космическое пространство является малоизученной и враждебной для человека средой, однако его величие и красота все равно манит  ...


Культура Рима

Культура древнего Рима кратко изучается во всех гуманитарных курсах цивилизационной направленности, однако все многообразие вряд ли можно увидеть ...


Ассирия

Ассирия исходно была небольшим государством номового типа, созданным на базе города Ашшур, который располагался на западном берегу ...


Камни с углублениями и кольцами

Недалеко от Глазго, да и вообще по всему юго-западу Шотландии были найдены многочисленные камни с углублениями и ...


 

Самые читаемые

Литература средневековья

С 4 5 веков н.э. когда распалась Римская империя и стали складываться европейские ... Далее

Скульптуры средних веков

С падения великой Римской Империи в конце V века началась эпоха, продолжавшаяся тысячу ... Далее

Архитектура Средневековья

Архитектура средних веков, а именно «Каролингское возрождение» припадает на эпоху правления Карла Великого ... Далее

Китай в средние века

В древние времена существовало государство в нижнем течении рек Янцзы и Хуанхэ, которое ... Далее

Рекомендуемые



© 2010-2017 Объектив-N: Предания и легенды