沙子为什么能变成制作芯片用的硅?

一、沙子为什么能变成制作芯片用的硅?

不是随便抓一把沙子就可以做原料的，一定要精挑细选，从中提取出最最纯净的硅原料才行。试想一下，如果用那最最廉价而又储量充足的原料做成CPU，那么成品的质量会怎样，你还能用上像现在这样高性能的处理器吗？

首先，硅原料要进行化学提纯，这一步骤使其达到可供半导体工业使用的原料级别。而为了使这些硅原料能够满足集成电路制造的加工需要，还必须将其整形，这一步是通过溶化硅原料，然后将液态硅注入大型高温石英容器而完成的。

而后，将原料进行高温溶化。中学化学课上我们学到过，许多固体内部原子是晶体结构，硅也是如此。为了达到高性能处理器的要求，整块硅原料必须高度纯净，及单晶硅。然后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出，此时一个圆柱体的硅锭就产生了。从目前所使用的工艺来看，硅锭圆形横截面的直径为200毫米。不过现在intel和其它一些公司已经开始使用300毫米直径的硅锭了。在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的，不过只要企业肯投入大批资金来研究，还是可以实现的。intel为研制和生产300毫米硅锭而建立的工厂耗费了大约35亿美元，新技术的成功使得intel可以制造复杂程度更高，功能更强大的集成电路芯片。而200毫米硅锭的工厂也耗费了15亿美元。下面就从硅锭的切片开始介绍CPU的制造过程。

在制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后，下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片，切片越薄，用料越省，自然可以生产的处理器芯片就更多。切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑，之后检查是否有扭曲或其它问题。这一步的质量检验尤为重要，它直接 决定了成品CPU的质量。

新的切片中要掺入一些物质而使之成为真正的半导体材料，而后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙，彼此之间发生原子力的作用，从而使得硅原料具有半导体的特性。今天的半导体制造多选择CMOS工艺（互补型金属氧化物半导体）。其中互补一词表示半导体中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。而N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。多数情况下，切片被掺入化学物质而形成P型衬底，在其上刻划的逻辑电路要遵循nMOS电路的特性来设计，这种类型的晶体管空间利用率更高也更加节能。同时在多数情况下，必须尽量限制pMOS型晶体管的出现，因为在制造过程的后期，需要将N型材料植入P型衬底当中，而这一过程会导致pMOS管的形成。

在掺入化学物质的工作完成之后，标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热，通过控制加温时间而使得切片表面生成一层二氧化硅膜。通过密切监测温度，空气成分和加温时间，该二氧化硅层的厚度是可以控制的。在intel的90纳米制造工艺中，门氧化物的宽度小到了惊人的5个原子厚度。这一层门电路也是晶体管门电路的一部分，晶体管门电路的作用是控制其间电子的流动，通过对门电压的控制，电子的流动被严格控制，而不论输入输出端口电压的大小。

准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层物质在干燥时具有很好的感光效果，而且在光刻蚀过程结束之后，能够通过化学方法将其溶解并除去。

二、CPU生产厂家有几家

Intel公司创建于1968年。在短短的二十多年内，创下令人瞩目的辉煌成就。1971年推出全球第一个微处理器，1981 年，IBM采用Intel生产的8088微处理器推出全球第一台IBM PC机，1984年入选全美一百家最值得投资的公司，1992年成为全球最大的半导体集成电路厂商，1994年其营业额达到了118亿美元，在CPU市场大约占据了80％份额。Intel 领导着CPU的世界潮流，从286、386、486、Pentium、昙花一现的Pentium Pro、Pentium II 、Pentium III到现在主流的Pentium 4，它始终推动着微处理器的更新换代。Intel的CPU不仅性能出色，而且在稳定性、功耗方面都十分理想。 AMD 创办于1969 年，总公司设于美国硅谷。是集成电路供应商，专为电脑、通信及电子消费类市场供应各种芯片产品，其中包括用于通信及网络设备的微处理器、闪存、以及基于硅片技术的解决方案等。AMD是唯一能与Intel竞争的CPU生产厂家，AMD公司的产品现在已经形成了以Athlon XP及Duron为核心的一系列产品。AMD公司认为，由于在CPU核心架构方面的优势，同主频的AMD处理器具有更好的整体性能。但AMD处理器的发热量往往比较大，选用的时候在系统散热方面多加注意，在兼容性方面可能也需要多打些补丁。AMD的产品的特点是性能较高而且价格便宜。VIA CyrixⅢ（C3）处理器是由威盛公司生产的，其最大的特点就是价格低廉，性能实用，对于经济比较紧张的用户具有很大的吸引力。

三、芯片WT7520的工作原理以及各脚的作用？

WT7520是PWM 开关电源控制器，主要用于台式 PC的开关机箱电源部分，能够提供开关电源所有的控制和保护功能：PWM 脉宽调制及推挽输出，具有过压、欠压、过流。

（1）输出导通延迟时间编程可控；

（2）自适应延迟时间设置功能；

（3）双向振荡器同步功能；

（4）电压模式控制或电流模式控制；

扩展资料：

晶体管发明并大量生产之后，各式固态半导体组件如二极管、晶体管等大量使用，取代了真空管在电路中的功能与角色。

到了20世纪中后期半导体制造技术进步，使得集成电路成为可能。相对于手工组装电路使用个别的分立电子组件，集成电路可以把很大数量的微晶体管集成到一个小芯片，是一个巨大的进步。集成电路的规模生产能力，可靠性，电路设计的模块化方法确保了快速采用标准化集成电路代替了设计使用离散晶体管。

集成电路对于离散晶体管有两个主要优势：成本和性能。成本低是由于芯片把所有的组件通过照相平版技术，作为一个单位印刷，而不是在一个时间只制作一个晶体管。性能高是由于组件快速开关，消耗更低能量，因为组件很小且彼此靠近。2006年，芯片面积从几平方毫米到350 mm²，每mm²可以达到一百万个晶体管。

参考资料来源：搜狗百科-芯片