Aktív témák

• #22 DcsabaS senior tag Not guilty #1

  2003-02-07 08:57:30 #22

  Összes hozzászólása itt Válaszok az összes hozzászólására itt Válaszok erre a hozzászólásra

  Privát üzenet küldése

  

  DcsabaS

  senior tag

  válasz Not guilty #1 üzenetére

  A mikroprocesszorok, akár általában az integrált áramkör és a legtöbb tranzisztor eredendően szilícium (Si) egykristályból van, ami félvezető anyag, vagyis megfelelő (3 és 5 vegyértékű) szennyezők hatására elektromosan vezetővé tehető (p- és n-típusú vezetés), amely tartományok megfelelő összekapcsolásával különleges funkciókat tudunk megvalósítani, konkrétan elektromos erősítőt, kapcsolót, stb. A mai CPU-kban tipikusan néhányszor 10 millió tranzisztor (mint alapvető félvezetős kapcsoló és erősítő elem) van integrálva. A mikroprocesszorban a tranzisztorok közötti vezetékezést többnyire alumínium (Al), vagy újabban vörösréz (Cu) segítségével oldják meg, míg a mikroprocesszor és a tokozás közötti vezetékezést vékony arany (Au) drótokkal.
  
  Gyártásnál a tiszta és vastag (akár 30 cm-nél is vastagabb) Si egykristály tömböt kb. 1 mm vastag korong alakú lemezekre vágják, majd polírozás és tisztítás után fotolitográfia, ionimplantáció, maratás, hőkezelés és más trükkös módszerek bonyolult sorozatával kialakítják az áramköröket a korongon, mégpedig egyszerre sok százat. (Az egész leginkább ahhoz hasonló, mint amikor fényképezésnél ráfényképezzük a nekünk tetsző képet a filmre, majd különféle vegyszerekkel előhívjuk és stabilizáljuk.)
  
  Miután a korongon elkészültek a mikroprocesszorok, gyémánt vágóval kivágják őket, és ekkor nyerik el a végleges (tipikusan téglalap alakú) formájukat. A méret változó. Alapjában az határozza meg, hogy milyen picik az egyes alkatrészek (hány mikronos a technológia, manapság döntően 0.18, 0.15 és 0.13 mikronos technológiákat használnak, de létezik már 0.09 mikronos is, avagy más mértékegységben 90 nm-es), és hogy hány van belőlük (mai CPU-knál durván 35-40 millió, GPU-knál 110-120 millió). A tipikus méret 50-100 négyzet mm, vagyis kb. a kockacukor egyik oldalához hasonlítható.
  
  A CPU szélén nyilván marad egy kicsiny, 0.1 mm nagyságrendű rész, ahol nincs semmi különös. (Hiszen a CPU-k körül csak véges pontossággal tudják darabolni a korongot, ezért szükséges a ráhagyás.) Ezért a lesarkazás mértékétől függ, hogy megmarad-e a működőképesség.
  
  Ha arról a részről is lemorzsolódik egy darab, ahol tranzisztorok vannak, akkor a proci elromlik, működőképtelenné válik (tehát nem a megváltozott felület arányában lassul, mint képzelnénk naívul (:-)...).
  
  Visszatérve a Si egykristály mechanikai tulajdonságaira: a kristályszerkezete gyakorlatilag megegyezik a gyémántéval, ezért rideg, merev, kemény, de egy bizonyos határon túl törékeny. (Sajnos ez a határ sokkal alacsonyabban van, mint a gyémántnál.) Hasonlítható a kvarc üveghez is, bár az amorf SiO2, nem pedig kristályos Si.
  

Aktív témák