Anita Fuda 1°N

Quasi tutti sappiamo cos’è un CPU (Central Processing Unit). Questa è una giuda che vi dovrebbe aiutarla a spiegare hai vostri amici o per lo meno aiutarvi a capire meglio di cosa parliamo quasi tutti i giorni.

La sabbia è presente praticamente in tutto il mondo. La sabbia di quarzo, ha quantitativi molto alti di diossido di silicio (Si0 2 ), cioè l’ingrediente base per l’industria dei semiconduttori. Figura 1 Figura 2 Figura 1: viene rappresentata un pezzo di spiagga delle Maldive. Figura 2: qui troviamo un esempio di sabbia di quarzo.

La prima cosa da fare è separare il silicio dalla sabbia, per poi portare ad un alto livello di purificazione il silicio. Dopo il processo di purificazione il silicio passa alla fusione.

Questo cristallo formato da silicio, pesa 100 chili e raggiunge una purezza del % Successivamente viene "affettato" per ottenere i sottili dischi, chiamati wafer. Le CPU moderne, sono ottenute da wafer, con un diametro di 300mm. Figura 1 Figura 1: Figura 2: Figura 2

Una volta tagliati i wafer vengono ripuliti fino a che non sono del tutto privi di difetti. Il processore a 45 nm Higk-K/Metal Gate, usa wafer da 300 mm. Quando Intel cominciò a produrre chip i wafer erano invece da 50 mm ha permesso di ridurre i costi di produzione. Figura 1: Figura 1 Wafer dopo essere stato ripulito da impurità

Il liquido blu che vedete è fotoresistente, e viene distribuito sul wafer in rotazione, per assicurarsi che la distribuzione sia uniforme e sottile.

A questo punto il wafer è pronto per l'esposizione ai raggi ultra violetti. Le aree del wafer che sono state esposte ai raggi UV diventano solubili. Per costruire una CPU, sostanzialmente, questo processo viene ripetuto più e più volte, su diversi strati poggiati uno sull'altro.

Nelle immagini potete vedere come apparirebbe un singolo transistor se fosse visibile a occhio nudo. I ricercatori Intel hanno sviluppato transistor così piccoli che possono farne stare 30 milioni sulla capocchia di uno spillo.

Dopo l'esposizione ai raggi UV, le aree esposte vengono sciolte ed eliminate usando un solvente specifico. È il primo passo verso la nascita di transistor, e tutto quello che fa parte di una CPU. Il materiale fotoresistente protegge le parti del wafer che devono essere preservate, mentre quelle esposte vengono eliminate e ripulite con un processo chimico.

Successivamente la pellicola fotoresistente è rimossa. Dopo aver ripetuto tutti i punti. Il passaggio seguente è chiamato "ion doping" e consiste nell'esposizione a particelle ionizzate.

Il processo chiamato "ion implantation" consiste nel bombardare di ioni le parti esposte del wafer. Dopo il bombardamento di ioni si rimuove il materiale fotoresistente, e il materiale esposto (verde) ora contiene dei nuovi atomi.

Il transistor a questo punto è quasi finito. Si praticano tra fori sullo strato isolante (magenta) sopra al transistor, che saranno ricoperti rame. I wafer vengono messi in una soluzione di solfato di rame. Gli ioni di rame si spostano dal terminale positivo a quello negativo.

Gli ioni di rame formano un sottile sulla superficie del wafer. Il materiale in eccesso viene rimosso, solo dove serve.

Si creano diversi strati di metallo per dare vita ai collegamenti tra i transistor. I chip dei computer possono sembrare molto sottili. Questa porzione di wafer deve ora superare i test di qualità. Tutti i circuiti e le piste vengono controllate anche il chip viene controllato.

Una volta che le prove hanno stabilito la qualità dei processori, i waffer vengono tagliati in singole unità (die). Successivamente, le die che superano il test, vengono confezionate.

A questo punto il die, deve essere inserito nel suo alloggio finale e unito al dissipatore. Il dissipatore argentato fa da interfaccia, usato per raffreddare il CPU

Un microprocessore è probabilmente l'oggetto più complesso che si produca al mondo. Negli ultimi test vengono messe alla prova alcune caratteristiche fondamentali, come la dissipazione di calore e la frequenza massima).

In base ai risultati del test successivo, i processori vengono organizzati e divisi sui nastri trasportatori. Questo processo,che si chiama "binning“. I processori finiti e testati sono distribuiti ai costruttori di computer, o inscatolati per la vendita al dettaglio.