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快訊

小伙一本正經用石頭打造CPU 號稱99秒“解決”芯片危機-石頭,CPU

   2021-11-16 16:04:22    

全球陷入“缺芯危機”。

一位加拿大小伙兒一聽說這事,立馬坐不住了,立志要解決這個問題。

他想了一想,芯片的主要原料不就是硅么,而硅一般是從石英石里提取的。

于是,靈感爆棚的他發揮DIY精神,抄起家伙就開干。

第一步,就從撿石頭開始。

至于提煉硅需要的設備有用到湯鍋、電磁爐等廚具。

再輔以牙刷拋光和小刀切割。

最后,小伙把整個制作過程濃縮成一部只有99秒的視頻教程,免費分享到網上。

步驟相當完整,只是缺少億點點細節那種(手動狗頭)。


△就是這種

從石頭到芯片

首先小伙把撿來的石英石敲碎,得到二氧化硅顆粒。

世界上純度最高的石英石在美國北卡羅來納州的采石廠,不過純度也就98%。

想要造芯片的話還要提純,純度達到99.9%的話是這個樣子。

至少提純到99.9999999%,才可以制備成多晶硅 (polysilicon)。

接下來他把多晶硅錠放到鍋里,想辦法加熱到1698開式度(1424.85攝氏度)。

再把一小塊單晶硅放進去當引子,融化的硅會在與單晶硅的交界面上重新排列分子結構,隨著冷卻凝固成單晶硅。

這種方法由波蘭科學家丘克拉斯基提(Czochralski)發明,有一個形象的名字叫提拉法。

為什么叫提拉法呢?因為冷卻后就可以像這樣把制成的單晶體拉出來:

小伙下一步做的是把硅晶體切割成薄片,這就是經常能聽到的晶圓了。

光滑得可以當鏡子用。

不過這時晶圓的導電性能還不夠好,需要摻雜一些硼或磷,比如火柴頭上就有磷。

對這個過程,有網友評論道:就像我奶奶烤餅干一樣。

不過再后面才是最關鍵的步驟——光刻。

首先他往晶圓片上涂光刻膠 (Photoresist)。

再把需要的電路圖案制成帶一層鉻的石英掩膜版,掩膜版的作用相當于洗相片時候的底片。

下一步他用激光把掩膜版上的電路圖案投射到晶圓,讓掩模產生的陰影位置控制光刻膠在晶圓片表面發生化學變化的位置。

后面的步驟就像洗相片一樣,倒上顯影液,用酸(小伙用的是白醋)腐蝕晶圓的暴露部分,洗掉殘留的光刻膠。

再加上億點點工藝細節,包括同質外延、異質外延、偽外延、擴散摻雜、銅互連層、化學機械拋光、涂光刻膠、酸蝕刻和光掩模曝光。

以上操作重復N遍,直到……

再對光刻完畢的晶圓進行切割,就得到了未封裝的裸片(die)。

最后,小伙展示了焊接、封裝一氣呵成。

這就是從石頭到CPU的全部過程了。

還真有人做出來過

視頻看完后,這位加拿大小伙還有幾句話要說。

首先有一點需要聲明,不建議任何人真的去嘗試這些方法,視頻中出現的“光刻膠”等只是道具,真正的化學原料非常危險,必須要在通風、安全的環境下操作。

另外生產現代CPU的實際工藝流程要比視頻中描述的復雜得多,而且專利都掌握在大公司手里。

有網友開玩笑說他“這個視頻侵犯了大量的專利,我報警了”。

小伙也調侃到“我用的都是開源石頭,所以應該還好”。

最后,雖然一個人在家里無法真的打造出納米級芯片,但是小伙分享了另一位DIY達人Sam Zeloof的頻道。

微米級制程的那種芯片Sam還真做出來了。

他的最新進展是把自制芯片升級到了集成1000個晶體管。

 
標簽: 石頭 CPU
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