芯片|小小的芯片怎么安装上上千万的晶体管?

芯片|小小的芯片怎么安装上上千万的晶体管?

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芯片|小小的芯片怎么安装上上千万的晶体管?



苹果的A14芯片在85平方毫米的面积内塞入了125亿~150亿颗晶体管 , 这就意味着每平方毫米的晶体管密度可望达到1.76亿 。 如果等比例放大 , 可比北、上、广、深任何一座城市的规模复杂得多得多 。 不要试图用传统的办法一颗一颗的焊接这些相当于头发丝直径10万分之一大小的晶体管 , 因为根本不可能 , 用镊子夹一颗晶体管跟夹空气没有任何区别 , 更别说用烙铁将晶体管准确的焊接在已纳米计算的位置上 。



目前普通人手工能操作的最小尺度应该是在一粒宽约1毫米、长约3毫米的米上刻字 。 当然借助超高精度的机床操作 , 精度可以达到0.01~0.001微米 , 这种极限精度对于操纵一颗晶体管还远远不够 。 晶体管其实并不是焊上去的 , 而是通过光刻出来的 , 没错就是用光来做刻刀 , 原理就像我们在沙滩上晒太阳 , 暴晒一段时间后 , 阳光能照射到的皮肤呈现深色 , 而经过遮挡的皮肤阳光无法照射呈现浅色 , 这样一幅具象的图案就显现出来了 。



首先需要一块纯度99.999999999999%(小数点后面12个9)的高纯度晶圆做地基 。 这样晶体管和铜导线才能夯实得各归其位 。 看清楚 , 说的是原理 , 就好比超算现在可以模拟万物 , 这个复杂吧 , 但是依靠的却是简单的数学 , 有些就是几个公式 , 其他的就靠计算机不要命的重复简单计算了 。

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你别管它有几亿 , 都是最简单的逻辑与非门电路构成的 , 当然不同的芯片设计公司设计的基本门电路会有很大差别 , 性能也会有差别 。 太阳够大吧 , 拍照的时候 , 太阳的像就成在指甲宽甚至更小的面积上!电路图可以画大一些 , 比如几米宽的平面上 , 然后通过镜头成像在晶圆片上进行曝光 。 为了提高成像清晰度(电路元件轮廓、界线分明) , 就要求光学镜头非常精密 , 并使用波长尽量短的光线照射成像(比如现在高端芯片使用的极紫光)!所以目前高端光刻机用的镜头唯有德国产的镜头符合要求!