CPU与GPU制造工艺

制造工艺指制造CPU或GPU的制程，或指晶体管门电路的尺寸，单位为纳米(nm)。主流的CPU制程已经达到了7-14纳米(AMD三代锐龙已全面采用7nm工艺,intel第9代全面采用14nm)，更高的在研发制程甚至已经达到了4nm或更高，已经正式商用的高通855已采用7nm制程。

更先进的制造工艺可以使CPU与GPU内部集成更多的晶体管，使处理器具有更多的功能以及更高的性能;更先进的制造工艺会减少处理器的散热设计功耗(TDP)，从而解决处理器频率提升的障碍;更先进的制造工艺还可以使处理器的核心面积进一步减小，也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的CPU与GPU产品，直接降低了CPU与GPU的产品成本，从而最终会降低CPU与GPU的销售价格使广大消费者得利.....处理器自身的发展历史也充分的说明了这一点，先进的制造工艺不仅让CPU的性能和功能逐步提升，也使成本得到了有效的控制。

CPU制作工艺指的是在生产CPU过程中，要加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件等。现在其生产的精度以纳米(以前用微米)来表示，精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以容纳更多的电子元件，连接线也越细，有利于提高CPU的集成度。制造工艺的纳米数是指IC内电路与电路之间的距离。制造工艺的趋势是向密集度愈高的方向发展，密度愈高的IC电路设计，意味着在同样大小面积的IC中，可以拥有密度更高、功能更复杂的电路设计。微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进。芯片制造工艺从1971年开始，经历了10微米、6微米、3微米、1.5微米、1微米、800纳米、600纳米、350纳米、250纳米、180纳米、130纳米、90纳米、65纳米、45纳米、32纳米、22纳米、14纳米、10纳米，一直发展到(2019年)最新的7纳米，而5纳米将是下一代CPU的发展目标。

显卡的制造工艺实际上就是指显示核心的制程，它指的是晶体管门电路的尺寸，现阶段主要以纳米(nm)为单位。显示芯片的制造工艺与CPU一样，也是用微米来衡量其加工精度的。制造工艺的提高，意味着显示芯片的体积将更小、集成度更高，可以容纳更多的晶体管。和中央处理器一样，显示卡的核心芯片，也是在硅晶片上制成的。微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断改进，显示芯片制造工艺在1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.15微米、0.13微米、0.11微米、90纳米、80纳米、65纳米、55纳米、40纳米、28纳米、16纳米、12纳米一直发展到现在的7纳米制程。显卡厂商AMD(超威半导体)已经有三款7nnm工艺显卡在售。

生产CPU与GPU等芯片的材料是半导体，现阶段主要的材料是硅Si，这是一种非金属元素，从化学的角度来看，由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处，所以具有半导体的性质，适合于制造各种微小的晶体管，是最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。在硅提纯的过程中，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。以往的硅锭的直径大都是200毫米，而CPU或GPU厂商正在增加300毫米晶圆的生产。

硅锭造出来了，并被整型成一个完美的圆柱体，接下来将被切割成片状，称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU与GPU的制造。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处理器的内核(Die)。一般来说，晶圆切得越薄，相同量的硅材料能够制造的处理器成品就越多。

在经过热处理得到的硅氧化物层上面涂敷一种光阻(Photoresist)物质，紫外线通过印制着处理器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。而为了避免让不需要被曝光的区域不受到光的干扰，必须制作遮罩来遮蔽这些区域。这是个相当复杂的过程，每一个遮罩的复杂程度得用10GB数据来描述。