كيف تصنع المعالجات؟

الموضوع في 'أرشيف أخبار عالم الكمبيوتر' بواسطة Lincoln, بتاريخ ‏3 ماي 2008.

حالة الموضوع:
مغلق
  1. Lincoln

    Lincoln عضو نشيط

    إنضم إلينا في:
    ‏14 أفريل 2008
    المشاركات:
    282
    الإعجابات المتلقاة:
    182
      03-05-2008 19:23
    إن عملية تصميم الرقاقات الإلكترونية أياً كان نوعها و سواءً كانت ستستخدم في تصنيع المعالجات أو معالجات الرسوميات أو الذواكر أو غيرها تمر بخمس مراحل أساسية: ​
    تصميم الرقاقة Chip Design :
    هنا يقوم المهندسون بتصميم الرقاقة و تصميم آلية عملها، ومن ثم و بناءً على هذه المخططات يتم تصنيع أقنعة Masks هي بمثابة خرائط أساسية Blueprints تحدد كيف سيتم تصنيع الرقاقة.
    تصنيع الشرائح على أساس رقاقات الوافر Wafer Fabrications :
    و هي المرحلة الأكثر أهمية في عملية تصنيع الشرائح و التي سنعود إلى شرحها بالتفصيل فيما بعد.
    تحضير القوالب Die Preparations :
    و تشمل هذه المرحلة بشكل رئيسي تقطيع الشرائح من على رقاقات الوافر.
    التجميع أو التوضيب Packaging :
    في هذه المرحلة تتم عملية إضافة الدارات الإلكترونية والمتممات الأخرى إلى الشريحة لتصنيع المعالج أو الوحدة الإلكترونية المطلوبة.
    الاختبار Testing :
    يتم هنا فحص المنتج النهائي و التأكد من صلاحيته ليرسل من ثم إلى البيع.​
    تلك هي المراحل الرئيسية لعملية تصنيع الشرائح الإلكترونية ، لكن ما يهمنا منها في هذه المقالة هو المرحلة الثانية أو عملية تصنيع رقاقات الوافر لكونها المرحلة الأكثر تعقيداً والأكثر أهمية.
    تتم هذه العملية وفقاً لمرحلتين رئيسيتين:​
    المرحلة الأولى
    تصنيع رقاقات الوافر الخام Raw Wafer Fabrication Process:
    رقائق الوافر هي الهيكل الرئيسي الذي تبنى عليه الشريحة، وتصنع من السيليكون الذي يتم الحصول عليه من رمال الشاطئ!!
    يتم تصنيع ألواح الوافر هذه وفقاً لعملية تدعى Czochralski Process، حيث تؤخذ نواة من الكريستال (عبارة عن قطعة من الكريستال السيليكوني Silicon Crystal) ويتم تحميلها على قضيب ومن ثم تغطيسها في مزيج السيليكون المصهور، ومن ثم يتم سحب القضيب إلى الأعلى مع تدويره في نفس الوقت فنحصل نتيجة لذلك على كتلة اسطوانية ضخمة من السيليكون الكريستالي و التي تعرف باسم القالب (Ingot).
    هذا القالب يكون بطول 1 أو 2 متر وبقطر يمكن أن يصل في الأجيال الأحدث إلى 300 ميليمتر أو ما يسمى 300mm Wafers.
    بعدها يتم تقطيع هذا القالب إلى مقاطع رقيقة تسمى كل منها برقاقة الوافر و التي تبنى على كل منها عشرات و أحياناً مئات المعالجات أو الشرائح.​
    المرحلة الثانية
    النقش على الوافر باستخدام الضوء Photolithography:
    - تتم زراعة ثاني أكسيد السيليكون SIO2 على رقائق الوافر بتعريض هذه الرقائق إلى غازات معينة تحت حرارة عالية جداً بطريقة مشابهة لطريقة تكون الصدأ على المعادن لدى تعرضها للماء لكن الأمور هنا تحدث بسرعة و دقة أكبر بكثير.
    - تغطى رقاقة الوافر بطبقة من المواد الكيميائية تسمى Photoresis؛ وتتميز هذه المواد بأنها تصبح ذوابة لدى تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. ثم تغطى هذه الطبقة الجديدة باستخدام قناع (Mask) هو بمثابة طبعة سلبية (Negative) للتصميم الذي وضعه المهندسون لهذه الطبقة من الشريحة، ويكون القناع مصنوعاً من مواد لا تسمح بنفاذ الأشعة فوق البنفسجية.
    - يتم تعريض الرقاقة للأشعة فوق البنفسجية بحيث تذوب المواد الكيماوية في المناطق التي يسمح بها القناع بمرور الأشعة بينما تبقى تلك المواد على حالها في المناطق التي يمنع فيها القناع وصول الأشعة فوق البنفسجية، و بذلك نحصل بعد إزالة بقاياها على قالب من السيليكون مطابق تماماً للتصميم المحدد لهذه الطبقة من الشريحة.
    - توضع فوق الطبقة السابقة طبقة عازلة مصنوعة بدورها من مواد سيليكونية ومن ثم تزرع فوقها طبقة جديدة من ثاني أكسيد السيليكون و تعاد نفس المراحل السابقة.
    - بعدها تعرض هاتان الطبقتان لعملية تسمى التأيين (Ionization) ونتيجة لهذه العملية تكتسب بعض المناطق شحنة سالبة و الأخرى شحنة موجبة أي إنها تتحول إلى أنصاف نواقل؛ ومع توضع أنصاف النواقل ذات الشحنات المختلفة فوق بعضها بعضاً تؤدي إلى تشكل الترانزستورات. يصب بعدها المعدن على هذه الطبقة فيملأ الفراغات و يسمح بعملية النقل الكهربائي بين الطبقات المختلفة.
    - تكرر هذه العملية مرات عدة حتى انتهاء تصميم الشريحة أي حتى انتهاء تطبيق كل الأقنعة Masks ويختلف عدد الطبقات و الأقنعة تبعاً لنوع الشريحة المراد تصنيعها فمثلاً لتصنيع معالجات Pentium4 يستخدم 26 قناعاً و 7 طبقات من المعادن.
    - هنا تنتهي عملية تصنيع رقاقات الوافر و نحصل على عشرات الشرائح على كل رقاقة وافر لتبدأ بعدها عمليات التقطيع و توصيل الدارات الإلكترونية الخاصة بكل منها ومن ثم الاختبار فالبيع.
    طبعاً كل العمليات السابقة يجب أن تتم في جو من العقامة الكاملة يفوق بكثير كل ما هو موجود في أحدث غرف العمليات الجراحية، حيث أن أقل أثر للتلوث حتى ولو كان ذرات بسيطة من الغبار قد يؤدي إلى إتلاف أعداد كبيرة من الرقاقات الباهظة الثمن.​
     
    2 شخص معجب بهذا.
  2. ferid-2

    ferid-2 عضو

    إنضم إلينا في:
    ‏13 أفريل 2008
    المشاركات:
    61
    الإعجابات المتلقاة:
    30
      03-05-2008 20:21
    اخي شكرا علي الموضوع

    ملاحضة


    ولكن من يئبة بي الكام الذ ي تقولة من يعطي للعلم والمعرقة و التكنولوجية الجديدة اي اهتيمام لوكان موضوعك ذوصيغة لهو او طرب لوجدة الردود تتهافت عليك كنمل علي السكر

    :bang:
     
حالة الموضوع:
مغلق

مشاركة هذه الصفحة

جاري تحميل الصفحة...