点沙成金：Intel处理器制造全过程揭密

如今能独立设计、制造尖端半导体芯片的企业屈指可数，Intel当属各种翘楚，可以在不超过一个指甲盖大小的面积内封装数十亿个微小的电子开关。这是人类最复杂的壮举之一。

最近，Intel特意制作了一段动画视频(戳这里)，展示了一颗芯片从概念到客户手中的整个旅程，堪称“点沙成金”。

晶体管是所有现代电子产品的核心，是比头发丝还要细微上万倍的微型开关，控制着电子在电路中的流动。

在处理器整个加工过程的开始，需要将富含硅的沙砾熔化，并冷却形成固体，然后切割成晶圆。

纯净的晶圆进入工厂后，就开始了复杂而漫长的加工旅程。这些晶圆将被装载到前开式晶圆传送盒(Foup)，并沿着一条数百公里长的轨道，运输到一个个加工环节中去。

晶片需要经历一系列重要步骤，如光刻、离子注入、蚀刻，为关键的晶体管形成过程做好准备。Intel全球首家推出了FinFET三维晶体管，而制造它首先需要建造一个鳍状的通道。

Intel设计了多项创新技术，克服持续扩大集成电路规模所面临的障碍，其中之一就是名为“gate last”（后栅极法）的突破性制造方法。

它采用先建造临时栅极、再将其移除的方法，精确放置介电质材料和金属栅极，能让栅极包裹鳍片，用以控制通过通道的电子流。

另一项发明则是将晶体管接触层移动到有源栅极的正上方，为此需要让栅极材料凹陷并填充绝缘介电材料，以防止发生短路。

接下来，要对栅极附近的电介质进行蚀刻、填充金属、凹陷加工并加顶，以实现允许高密度接触层几何图形的全新自对准工艺，然后选择性地对介电材料进行蚀刻，仅暴露所需部分，以连接到第一条金属线。

这一工艺是通过创新的通孔蚀刻和沉积方案完成的，可实现“有源栅极上接触”。

最后，添加数十层金属互连线来完成电路。

经过1000多道复杂的工序后，最终才能进行晶圆的切粒和封装，得到我们熟悉的处理器。

Intel强调，不断创新的处理器封装方式已经成为先进计算架构的关键特性，2D和3D封装技术实现了新的封装规格，并进一步提升了性能和能效。