阮一峰的网络日志发表于2010-11-14 20:08:29

你有没有想过,切开CPU看看里面?

有一个美国的物理学博士生,就真的这么干了,还把照片放到网上。我们知道,CPU里面是几千万到几亿个晶体管,他的目标就是看到这些晶体管。

1.

他先找到一块Intel公司的奔三(Pentium III)Coppermine芯片,主频800MHZ,生产于2000年。(我查了一下,网上的报价现在是15~30元人民币/块。)

下面是这块CPU的正面。你可以看到它分成两部分,周围是一圈绿色的电路板,中间那块蓝色的就是芯片。

(本文所有图片,都可以点击看大图。)

2.

CPU的背面是密密麻麻的针脚,用来从主板取电和通信。

3.

为了把芯片从电路板取出,动用了电锯。

4.

切断电路板,就可以取出芯片了。

5.

去掉上面的金属保护盖,芯片的庐山真面目显现了,上面有很多闪光的小点。

6.

把这块芯片放到光学显微镜下,看到那些小点都是一个个金属垫(metal pad),用来连接芯片内部与外面的电路板。

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拉近距离,可以看到金属垫中间的小洞里面有一些特殊结构。

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那里原来是一层层的导线,好像三明治叠在一起。

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调整显微镜,依次把焦点对准不同的导线,先是上层。

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然后,焦点对准中间的那层导线。

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最后是下层导线。

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导线的下面就是硅片层(晶圆),也就是晶体管的位置。但是这时,光学显微镜已经到放大的极限了,只好改用电子扫描显微镜(scanning electron microscope)。

因为没有办法去掉导线层,所以先把芯片一切二,观察横截面。

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可以看到芯片的底部,也就是金属层底部有一些线条。

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把底部放大。

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肉眼看到大概有六层,全部都是金属导线,估计就是刚才光学显微镜里看到的导线层。

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换一个更好的角度。

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这台电子扫描显微镜的极限是250纳米,而奔三的制造工艺是180纳米(根据wikipedia),所以没法看见更细的导线层,更不要说下面的晶体管了。

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换一个角度,从上往下看,依然是一层层叠加的导线。由于暂时没办法把这些导线去掉,所以晶体管层还是看不见。

(完)