cpu光刻制程是什么意思（芯片跟光刻机什么关系）
cpu光刻制程是什么意思（芯片跟光刻机什么关系）
cpu的制程大部分是90纳米、65纳米、45纳米等制程的，90纳米制程就是cpu的制造工艺为90纳米。
CPU制造工艺又叫做CPU制程，它的先进与否决定了CPU的性能优劣。CPU的制造是一项极为复杂的过程，当今世上只有少数几家厂商具备研发和生产CPU的能力。CPU的发展史也可以看作是制作工艺的发展史。几乎每一次制作工艺的改进都能为CPU发展带来最强大的源动力，无论是Intel还是AMD，制作工艺都是发展蓝图中的重中之重。
cpu制程，就是cpu的制造工艺。
可以把它理解成可以生产的晶体管的最小尺寸。这个最小尺寸越小，単位面积晶元上可以容纳的晶体管数量就越多，cpu的集成度就越高，性能也越强。
现在最先进的工艺已经可以达到14nm了……
-- CPU的制造工艺和流程
CPU 发展至今已经有二十多年的历史，其中制造 CPU 的工艺技术也经过了长足的发展，以前的制造工艺比较粗糙，而且对于读者了解最新的技术也没有多大帮助，所以我们舍之不谈，用今天比较新的制造工艺来向大家阐述。
许多对电脑知识略知一二的朋友大多会知道 CPU 里面最重要的东西就是晶体管了，提高 CPU 的速度，最重要的一点说白了就是如何在相同的CPU面积里面放进去更加多的晶体管。由于 CPU 实在太小，太精密，里面组成了数目相当多的晶体管，所以人手是绝对不可能完成的（笑），只能够通过光刻工艺来进行加工的。这就是为什么一块 CPU 里面为什么可以数量如此之多的晶体管。晶体管其实就是一个双位的开关：即开和关。如果您回忆起基本计算的时代，那就是一台计算机需要进行工作的全部。两种选择，开和关，对于机器来说即0和1。那么如何制作一个CPU 呢? 以下我们用英特尔为例子告诉大家。
首先：取出一张利用激光器刚刚从类似干香肠一样的硅柱上切割下来的硅片，它的直径约为 20cm。除了 CPU 之外，英特尔还可以在每一硅片上制作数百个℡☎联系：处理器。每一个℡☎联系：处理器都不足一平方厘米。
接着就是硅片镀膜了。相信学过化学的朋友都知道硅(Si)这个绝佳的半导体材料，它可以电脑里面最最重要的元素啊！在硅片表面增加一层由我们的老朋友二氧化硅(SiO2)构成的绝缘层。这是通过 CPU 能够导电的基础。其次就轮到光刻胶了，在硅片上面增加了二氧化硅之后，随后在其上镀上一种称为“光刻胶”的材料。这种材料在经过紫外线照射后会变软、变粘。然后就是光刻掩膜，在我们考虑制造工艺前很久，就早有一非常聪明的美国人在脑子里面设计出了 CPU，并且想尽方法使其按他们的设计意图工作。CPU 电路设计的照相掩膜贴放在光刻胶的上方。照相字后自然要曝光“冲晒”了，我们将于是将掩膜和硅片曝光于紫外线。这就象是放大机中的一张底片。该掩膜允许光线照射到硅片上的某区域而不能照射到另一区域，这就形成了该设计的潜在映像。
一切都办妥了之后，就要到相当重要的刻蚀工艺出场了。我们采用一种溶液将光线照射后完全变软变粘的光刻胶“块”除去，这就露出了其下的二氧化硅。本工艺的最后部分是除去曝露的二氧化硅以及残余的光刻胶。对每层电路都要重复该光刻掩膜和刻蚀工艺，这得由所生产的 CPU 的复杂程度来确定。尽管所有这些听起来象来自“星球大战”的高科技，但刻蚀实际上是一种非常古老的工艺。几个世纪以前，该工艺最初是被艺术家们用来在纸上、纺织品上甚至在树木上创作精彩绘画的。在℡☎联系：处理器的生产过程中，该照相刻蚀工艺可以依照电路图形刻蚀成导电细条，其厚度比人的一根头发丝还细许多倍。
接下来就是掺杂工艺。现在我们从硅片上已曝露的区域开始，首先倒入一化学离子混合液中。这一工艺改变掺杂区的导电方式，使得每个晶体管可以通、断、或携带数据。将此工艺一次又一次地重复，以制成该 CPU 的许多层。不同层可通过开启窗口联接起来。电子以高达 400MHz 或更高的速度在不同的层面间流上流下，窗口是通过使用掩膜重复掩膜、刻蚀步骤开启的。窗口开启后就可以填充他们了。窗口中填充的是种最普通的金属－铝。终于接近尾声了，我们把完工的晶体管接入自动测试设备中，这个设备每秒可作一万次检测，以确保它能正常工作。在通过所有的测试后必须将其封入一个陶瓷的或塑料的封壳中，这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。
目前，单单 Intel 具有 14 家芯片制造厂。尽管℡☎联系：处理器的基本原料是沙子(提炼硅)，但工厂内空气中的一粒灰尘就可能毁掉成千上万的芯片。因此生产 CPU 的环境需非常干净。事实上，工厂中生产芯片的超净化室比医院内的手术室还要洁净1万倍。“一级”的超净化室最为洁净，每平方英尺只有一粒灰尘。为达到如此一个无菌的环境而采用的技术多令人难以置信。在每一个超净化室里，空气每分钟要彻底更换一次。空气从天花板压入，从地板吸出。净化室内部的气压稍高于外部气压。这样，如果净化室中出现裂缝，那么内部的洁净空气也会通过裂缝溜走－防止受污染的空气流入。 但这只是事情一半。在芯片制造厂里，Intel 有上千名员工。他们都穿着特殊的称为“兔装”的工作服。兔装是由一种特殊的非棉绒、抗静电纤维制成的，它可以防止灰尘、脏物和其它污染损坏生产中的计算机芯片。这兔装有适合每一个人的各种尺寸以及一系列颜色，甚至于白色。员工可以将兔装穿在在普通衣服的外面，但必须经过含有 54 个单独步骤的严格着装程序。而且每一次进入和离开超净化室都必须重复这个程序。因此，进入净化室之后就会停留一阵。在制造车间里，英特尔的技术专家们切割硅片，并准备印刻电路模板等一系列复杂程序。这个步骤将硅片变成了一个半导体，它可以象晶体管一样有打开和关闭两种状态。这些打开和关闭的状态对应于数字电码。把成千上万个晶体管集成在英特尔的℡☎联系：处理器上，能表示成千上万个电码，这样您的电脑就能处理一些非常复杂的软件公式了。
1、7nm的数值到底代表了什么，那就是处理器的蚀刻尺寸。简单的讲，就是我们能够把一个单位的电晶体刻在多大尺寸的一块芯片上。手机处理器不同于一般的电脑处理器，一部手机中能够给它留下的尺寸是相当有限的。蚀刻尺寸越小，相同大小的处理器中拥有的计算单元也就越多，性能也就越强；
2、同时，先进的蚀刻技术还可以减小晶体管间电阻，让CPU所需的电压降低，从而使驱动它们所需要的功率也大幅度减小，有效降低功耗和发热量。因此，7纳米芯片不仅意味着尺寸面积更小，各方面的表现也会代际提升；
我们总是在各式各样的有关于芯片技术进步、甚至是在中美贸易战的新闻中看到这样一些描述的词：“10nm”、“7nm”、“5nm”……你是否曾经因此疑惑，为何这些小到“纳米”级别的长度单位，经常被用来度量芯片制造的发展水平呢？
从计算机的发展说起
世界上的第一台图灵完备的通用计算机，是于1946年诞生在宾夕法尼亚大学的伊尼亚克（英语：ENIAC，发音：/??ni.?k/）。伊尼亚克是一台电子管计算机，她使用真空电子管作为逻辑元件，采用一整套巨大、复杂的电磁结构作为主存储器，并使用磁带作为外存储器。这些复杂的、没有集成化的结构使得伊尼亚克的身躯十分庞大，需得一整个房间才能装得下她。当时的她还没有我们现在的狭义上的中央处理器（Central Processing Unit, CPU）的概念，或者换而言之，本身庞大的她就是一枚硕大的CPU。
时隔12年，在1958年的十二月，美国的IBM公司设计制造了全世界第一台全晶体管计算机——IBM7090，这台计算机将大量的晶体管集成在电路板上进行计算，使得计算机的进步来到了晶体管时代。也开启了计算机部件小型化、集成化的进程。这时的计算机依然还没有现在狭义上的CPU的概念。
随着时间的推移，科学家们逐渐发现在电路板大量镶嵌晶体管来进行计算，依然太浪费空间了。就算在一块硕大的电路板上镶嵌大量的晶体管，晶体管的总数量也依然有限——而晶体管的数量恰恰制约了计算机的计算速度。于是为了更好地适应集成化、℡☎联系：缩化的需求，集成电路（Integrated Circui, IC）应运而生了。
集成电路将大量的晶体管集中在一小块半导体片，或芯片（Chip）上。这便成了现在狭义上的CPU的前身。
时过境迁，晶体管计算机已被留在了历史的长河之中，超大规模集成电路计算机的出现，使得大量的晶体管计算机真的成为每个家庭都可以拥有的普及商品。而那枚代表着超大规模集成电路的被人们称为“中央处理器”的小玩意，却成为了本次中美贸易摩擦的焦点。
摩尔定律与芯片制程
诚如刚刚所言，晶体管的数量制约着计算机的计算速度，更多的晶体管理论上自然意味着更高的计算速度。于是CPU上集成的℡☎联系：电子元器件数量便成为了设计CPU是一项十分重要的考量。
英特尔公司创始人之一戈登·摩尔就曾立下豪言壮语：
集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔十八个月便会增加一倍。
这便是著名的摩尔定律。
可要在芯片的面积可控（不能太大）的前提下，想要往本就塞的满满当当的芯片中继续塞入更多的℡☎联系：电子元器件便是一件几乎不可能的事情——那么该怎么办呢？
科学家们显然不会被如此简单的问题难倒，既然塞不下更多的℡☎联系：电子元器件，那何不把现有的℡☎联系：电子元器件缩小呢？这样在芯片总面积不变的情况下，不就可以容纳更多的℡☎联系：电子元器件了吗？
显然，这样的方法是可行的，随着集成电路的设计制造精度的提高，现代已经量产的芯片中能在晶圆（指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片）上雕刻出（事实上，现代CPU中的℡☎联系：电子元器件与电路是使用激光雕刻在晶圆上的）的电路之间的间距已经达到了短短的7nm（如海思的麒麟980，高通的骁龙855，AMD的Ryzen 7 3700X），而这个数字在1995年还高达500nm——摩尔定律不但没有被打破，甚至还被事实很好地应证了。
