Технический процесс может относиться к множеству процедур, но для целей этого поста мы сосредоточимся на процессе производства GPU (графического процессора).
Процесс изготовления графического процессора можно разделить на несколько этапов:
1.Производство пластин: этот момент является важным шагом в процессе создания интегральных схем (ИС) для электронных устройств. В этом процессе тонкий слой полупроводникового материала, обычно кремния, создается и обрабатывается для получения круглого плоского диска, называемого пластиной. Эта пластина служит основой для создания отдельных транзисторов и других компонентов, составляющих окончательную ИС. Процесс производства пластин начинается с создания були, представляющей собой цилиндрический слиток чистого кремния. Затем этот буль нарезается на тонкие пластины с помощью специального инструмента, называемого вафельной пилой. Затем пластины полируют, чтобы получить гладкую однородную поверхность. В результате получается чистая высококачественная пластина, готовая к дальнейшей обработке для создания окончательной ИС.
2.Фотолитография: Эта точка является ключевым этапом в процессе производства полупроводников и используется для создания сложных узоров на пластине. Процесс включает проецирование источника света через маску на светочувствительное фоторезистивное покрытие пластины. Фоторезист поглощает свет, что делает экспонированные области более твердыми. Затем неэкспонированные участки фоторезиста можно удалить, оставив узорчатый слой на пластине. Этот узорчатый слой служит ориентиром для последующих этапов осаждения и травления, позволяя производителю создавать несколько слоев материалов для создания законченной интегральной схемы. Фотолитография — это высокоточный процесс, при котором размеры элементов могут составлять всего несколько десятков нанометров. Это также важный шаг в производстве современных микропроцессоров, поскольку он позволяет производителям размещать все большее количество транзисторов на одном кристалле.
3.Травление: После фотолитографии это важный этап в производстве чипа графического процессора. Он включает в себя удаление материала с поверхности пластины для создания замысловатых узоров и форм. Обычно это достигается за счет использования химических веществ или ионного пучка. Целью травления является создание крошечных транзисторов, межсоединений и других компонентов, из которых состоит чип графического процессора. Точность процесса травления играет важную роль в определении производительности и эффективности конечного продукта. Для достижения желаемого уровня точности производители обычно используют фотолитографию для нанесения травильного резиста на поверхность пластины. В процессе фотолитографии создается точная маска, которая защищает определенные области пластины во время процесса травления, обеспечивая травление только нужных областей. Это позволяет производителям достигать высокого уровня точности, необходимого для создания сложных архитектур чипов GPU.
4.Осаждение: этот процесс включает в себя наслоение материалов на пластину для создания необходимых компонентов чипа графического процессора. Материалы, используемые при осаждении, могут варьироваться от металлов до полимеров и могут наноситься с помощью нескольких методов, таких как физическое осаждение из паровой фазы (PVD), химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и гальваническое покрытие. Осажденные материалы создают электрические межсоединения, транзисторы и другие компоненты, из которых состоит чип графического процессора. Точность и однородность нанесенных материалов имеют решающее значение для успеха чипа графического процессора и его производительности. Процесс осаждения должен тщательно контролироваться, чтобы гарантировать, что нужные материалы наносятся в нужных местах и имеют правильную толщину. Кроме того, наплавляемые материалы должны быть высокого качества, чтобы обеспечить долгосрочную надежность и работоспособность.
Упаковка: это заключительный этап процесса производства чипа графического процессора. Он включает в себя монтаж чипа на подложку, подключение его к силовым и сигнальным линиям и помещение его в защитный корпус. Этот этап имеет решающее значение для обеспечения долгосрочной надежности и производительности чипа графического процессора. Чип должен быть защищен от физических повреждений, электрических помех и факторов окружающей среды, таких как температура и влажность. Кроме того, упаковка должна также обеспечивать эффективное управление температурой для рассеивания тепла, выделяемого чипом во время работы. Существует несколько различных методов упаковки, используемых при производстве графических процессоров, включая технологии флип-чипа, проволочного соединения и технологии «система-в-корпусе» (SiP). Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, и выбор метода упаковки будет зависеть от конкретных требований приложения GPU.
Это всего лишь общий обзор процесса производства графического процессора. Есть много дополнительных шагов и процессов, связанных с созданием высокопроизводительного графического процессора, но это основные этапы.
В заключение отметим, что процесс производства графического процессора представляет собой сложный и многоэтапный процесс, требующий тщательного внимания к деталям и точности. Конечным результатом является высокопроизводительный графический процессор, который можно использовать для игр, создания контента и обработки ИИ.