====== Výroba procesorů: Od písku k nanometru ======

Výroba integrovaných obvodů (CPU, GPU) probíhá v extrémně čistých prostorách, tzv. **Cleanrooms**, kde je vzduch až 1000x čistší než na operačním sále. Celý proces trvá přibližně 3 až 4 měsíce.

===== 1. Příprava křemíkového monokrystalu =====

Základní surovinou je **křemičitý písek** (oxid křemičitý).
  * **Purifikace:** Písek se taví a čistí, až vznikne elektronický křemík s čistotou 99,9999999 % (tzv. "devět devítek").
  * **Tažení ingotu:** Pomocí Czochralského metody se z taveniny vytáhne velký válcový krystal (ingot) o hmotnosti až 100 kg.
  * **Řezání (Slicing):** Ingot se rozřeže pomocí diamantových pil na tenké disky zvané **wafery** (tloušťka cca 1 mm, průměr 300 mm).



---

===== 2. Fotolitografie: Kreslení obvodů =====

Toto je nejdůležitější a nejopakovanější fáze výroby.
  * **Nanášení fotorezistu:** Na wafer se nanese vrstva citlivá na světlo.
  * **Osvit (EUV):** Přes masku (šablonu obvodu) se na wafer promítá extrémně ultrafialové záření (EUV). Tím se do fotorezistu "vykreslí" schéma miliard tranzistorů.
  * **Leptání (Etching):** Neosvětlený fotorezist se odstraní a odhalený křemík se odleptá pomocí chemikálií nebo plazmatu, čímž vzniká fyzická struktura čipu.



---

===== 3. Dopování a pokovování =====

Samotný křemík je po vyleptání stále nevodivý.
  * **Iontová implantace:** Do křemíku se pod vysokým napětím "střílejí" ionty jiných prvků (bor, fosfor), čímž vznikají oblasti typu P a N, které tvoří [[it:hw:semiconductors|P-N přechod]].
  * **Vytváření propojení (Interconnects):** Po vytvoření tranzistorů se na čip nanáší desítky vrstev měděných nebo hliníkových cest, které tranzistory vzájemně propojují. Tyto cesty jsou mnohem tenčí než lidský vlas.

---

===== 4. Testování a pouzdření (Packaging) =====

Jakmile je wafer hotov, obsahuje stovky až tisíce jednotlivých procesorů.
  * **Sorting:** Speciální jehly testují každý čip na waferu. Vadné čipy se označí.
  * **Řezání (Dicing):** Wafer se rozřeže na jednotlivé kousky – tzv. **dies**.
  * **Pouzdření:** Křemíkový čip (die) je příliš křehký. Proto se vloží do pouzdra s kontakty, které vidíme jako finální procesor do patice základní desky. Přidává se také **Heat Spreader** (kovový kryt pro odvod tepla).



---

===== 5. Binning: Rozdělení do modelových řad =====

Ne všechny čipy z jednoho waferu jsou identické. Kvůli mikroskopickým nečistotám mají některé čipy vyšší úniky proudu nebo nezvládají vysoké frekvence.
  * Špičkové kusy se prodávají jako **Core i9 / Ryzen 9**.
  * Kusy s drobnou vadou v jádrech jsou softwarově uzamčeny a prodávány jako nižší řady (**i5 / Ryzen 5**).
  * Tímto procesem výrobci maximalizují výtěžnost (yield) z každého waferu.

----
//Související články://
  * [[it:hw:semiconductors|Polovodiče a P-N přechod]]
  * [[it:hw:transistor_switch|Tranzistor jako spínač]]
  * [[it:hw:procesory|Architektura CPU]]

//Tagy: {{tag>hw manufacturing silicon lithography cpu chip technology}}//