第一千一百一十二章 建立在一堆沙子上的事业

    梓琪和童小芸对于生产cpu的工艺都非常感兴趣。缠着范无病带她们去参观一下。

    “其实也没有什么好看的，不过你们既然想看，那就去一趟儿好了。”范无病经不住她们的纠缠，于是就答应了下来。

    当然，去看cpu的制造过程，同去看种大白菜是不同的，范无病提前跟厂里面打了招呼，让他们安排一个方便的时间。

    在王荣昌这里呆了两天之后，范无病就带着梓琪和童小芸去了范氏的芯片制造基地，去参观cpu的制造过程。

    范氏的芯片制造基地，前后总投资超过了十亿美元，由五千名工人历时两年多建造完成，期间一共使用了三万吨钢材和差不多十万立方米的混凝土，铺设了一百多万米长的线缆和二十万米长的管道。

    这个制造基地的占地总面积约二十万平方米，相当于将近三十个标准足球场，其中一级无尘室面积达到了四万平方米。在这种大型无尘室里，每立方英尺空间内不小于零点五微米的尘埃数目不允许超过一粒，比医院手术室还要干净一百倍。

    为了保持无尘环境投入了很高成本，不过，并非所有的车间都需要这种无尘的环境。有趣的是，地面并非是我们平常所了解的硬地板。而是采用的一种类似于网状的设计，但是非常的坚固，目的是保持空气的流通。房间的空气，每四分钟就要完全的更换一次。

    经过了非常严格而繁琐的除尘以及其他环节之后，范无病和梓琪、童小芸在厂方工程师的陪同下，进入了其中的一个无尘车间，在这里工作人员必须穿防尘服，免得让晶圆遭受污染。

    他们远远地看过去的时候，就发现远处的技术人员怀里抱着一种盒子走来走去，据工程师介绍，这种盒子一般叫lot，里面装的就是晶圆。那些技术人员要做的，就是把这个lot安装在一个机器或者是叫处理工具当中。

    基于成本方面的考虑，只有lot入口是在无尘房间中，而其他部分是在低于无尘等级的cha色当中。

    在工程师的提醒下，梓琪她们特意留意了一下刚才提到的cha色”车间的地板，同时也注意到处理那些晶圆片的机器，也就是处理刚才技术人员抱着的lot。

    整个工厂的无尘房间和机器数量是非常的可观的，因为制造一个cpu晶圆片的工艺过程是非常的复杂的。

    一个pentium 4 cpu要使用二十六道光刻掩膜工序，每一个工序又需要很多的处理步骤，再加上搀杂以及金属镀层等，最后一个cpu制造工序就有上百道。

    很多车间中需要使用紫外线照射，这是必不可少的，但是在无尘车间中通常要使用白光，而范无病他们刚参观的那个无尘车间使用的则是橙色光，这又与其他的无尘车间使用的不同，据工程师解释。这是因为这里是晶圆加工的初步工序，而原因是cpu的某一层对白光非常敏感。

    工作人员不能直接的接触晶圆片，而是要放在那叫lot的黑色方盒子中，每个盒子能放二十五张晶圆片。这种lot采用的是铝质材料做金属层，颜色是黑的。

    当工作人员把lot放到处理机器当中的时候，机器将会逐个的提取这二十五张晶圆片，处理完毕后再放回到lot中。

    从一个无尘房间到另一个无尘房间，lot都是按照预定轨迹自动的被传送的。天花板上面有一条自动轨道，那个轨道就是用来传送lot的。

    在某些条件下，lot是被直接的输送到相应的机器当中，不需要人工的干预。在每台机器上都有一个屏幕，方面技术人员观察目前机器工作情况以及晶圆片处理到了哪种程度上。

    在这里，最后的成品并非是电脑用户最终使用的cpu，晶圆片当中包含了很多的芯片，这些晶圆要被送到如其他装配及测试工厂，在那里晶圆片将被切割，将个体芯片从上面分离下来，测试、贴标并出货，最后才到了电脑用户手上。

    在看到晶圆棒的时候，童小芸问了一个很奇怪的问题，“为什么要做成圆的。而不做成方的呢？在切割的时候，圆形的边角都会浪费掉吧？”

    旁边儿的工程师立刻解释道，“因为在硅提纯的时候，原材料硅将被熔化，并放进一个巨大的石英熔炉，这时向熔炉里放入一颗晶种，以便硅晶体围着这颗晶种生长，直到形成一个几近完美的单晶硅。这种制作方法根据物理法则来说，最后成型的就是一个圆柱体，不能成为方的，把圆柱体切片，就成圆形了，不能想做什么形状就做什么形状。”

    童小芸听了之后连连点头，范无病就笑道，“其实我也不大清楚，不过我不好意思问出来罢了。”

    所谓的切割晶圆，也就是用机器从单晶硅棒上切割下一片事先确定规格的硅晶片，并将其划分成多个细小的区域，每个区域都将成为一个cpu的内核。

    接下来就是影印，就是在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻物质，紫外线通过印制着cpu复杂电路结构图样的模板照射硅基片，被紫外线照射的地方光阻物质溶解。

    再有就是蚀刻，用溶剂将被紫外线照射过的光阻物清除，然后再采用化学处理方式，把没有覆盖光阻物质部分的硅氧化物层蚀刻掉，然后把所有光阻物质清除，就得到了有沟槽的硅基片。

    接着就是要分层了，为加工新的一层电路，再次生长硅氧化物。然后沉积一层多晶硅，涂敷光阻物质，重复影印、 蚀刻过程，得到含多晶硅和硅氧化物的沟槽结构。

    然后是离子注入，通过离子轰击，使得暴露的硅基片局部掺杂，从而改变这些区域的导电状态，形成门电路。接下来的步骤就是不断重复以上的过程。一个完整的cpu内核包含大约二十层，层间留出窗口，填充金属以保持各层间电路的连接。完成最后的... -->>
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