Trong một tài liệu mới công bố, Intel tiết lộ các bước biến cát thành bộ vi xử lý (CPU), "trái tim" của các thiết bị số.

Theo tài liệu của Intel, từ cát, nhà sản xuất đã thu lấy silicon dioxide (SiO2), sau đó nung SiO2 với cacbon để lấy khối silicon tinh khiết.

Bước tiếp theo, nhà sản xuất cắt các khối silicon tinh khiết thành các phiến, phủ chất cản quang, phơi sáng, tẩy rửa, khắc axit, mạ đồng, đánh bóng, kết nối transitor, thử nghiệm... để cuối cùng ra được tấm đế. Từ tấm đế này sau khi được đóng gói, đặt trong mạch nền và đậy vỏ, hình thàn nên bộ vi xử lý lắp ghép trong máy tính và các thiết bị số.

Dưới đây là hình ảnh chi tiết các bước chế tạo bộ vi xử lý:

Từ cát (có 25% là silicon dioxide, SiO2), nhà sản xuất nung với carbon tạo thành silicon (Si) nóng chảy và CO2. Silicon thu được được kết thành khối silicon tinh thể đơn, có độ tinh khiết 99,9999%. nặng khoảng 100 kg.

Từ khối silicon đơn tinh thể, nhà sản xuất cắt thành các tấm, gọi là phiến đĩa. Nhờ công nghệ cao, họ đã nâng đường kính của các phiến đĩa từ 0,5cm lên tới 30cm. Công ty sản xuất chip như Intel sẽ mua các phiến đĩa này về để bắt dầu quá trình chế tạo vi xử lý.

Tại bước tiêp theo, các phiến đĩa được phủ chất cản quang, bảo vệ phiến đĩa trước tác động của ánh sáng tại những bước tiếp theo gồm: phơi dưới ánh sáng tia cực tím (UV). Một tấm khuôn được sử dụng để tạo hình chip (CPU) trên phiến đĩa. Công nghệ hiện tại cho phép chế tạo hàng trăm CPU trên một phiến đĩa, mỗi CPU chứa hàng tỷ tranzitor, một loại công tắc đóng ngắt mạch dựa vào dòng điện kích thích. Hình khối cuối cùng là hình ảnh của một tranzitor.

Kết thúc quá trình định hình, phiến đĩa được ngâm vào dung dịch để rửa chất cản quang. Tùy vào hình dạng được định hình và độ dày mỏng của chất cản quang, và mức độ ăn mòn của axit, hình dáng cơ bản của tranzitor được hình thành.

Một lần nữa, các nhà sản xuất lại phủ chất cản quang lên phiến đĩa, phục vụ cho quá trình cấy ion. Ở những phần không có chất cản quang, ion được cấy, bám chắc vào bề mặt trazitor. Việc cấy ion giúp silicon trên tranzitor thay đổi tính truyền dẫn điện. Kết thúc quá trình cấy ion, tấm phiến lại được đem rửa chất cản quang.

Tranzitor được phủ một lớp cách điện (màu tím), nhưng lớp cách điện không phủ hết bề mặt mà chừa lại ba lỗ, đây chính là những tiếp điểm trazitor sau khi chúng được mạ đồng nguyên chất trong quá trình điện phân. Một lớp đồng mỏng sẽ bám chặt lên bề mặt của tranzitor.

Sau khi đánh bóng, lớp đồng trên bề mặt trazitor sẽ bị bay đi, chỉ để lại ba điện cực bằng đồng. Đây chính là các điểm tiếp xúc giữa các tranzitor với nhau trong mạch điện. Lớp kim loại kết nối các tranzitor có thể đạt bề dày 20 lớp.

Một bộ xử lý sẽ đưa tín hiệu kích thích vào từng chíp trên phiến đĩa để kiểm tra chất lượng. Chip đạt tiêu chuẩn là chip đưa ra phản hồi chính xác với thuật toán. Sau thử nghiệm thành công, phiến đĩa được cắt thành các miếng nhỏ, gọi là đế.

Mỗi tấm đế là "nhân" của một bộ vi xử lý, được kẹp giữa bộ tản nhiệt (mà trắng, có logo của nhà sản xuất) và bo mạch nền (board), mạch điện tiếp xúc với mainboard của máy tính. Tất cả đóng gói trở thành một CPU hoàn chỉnh.

CPU này được kiểm tra bằng máy về: độ bền, điện năng tiêu thụ, mức xung tối đa... và đóng hộp.