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Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
La produzione dei microprocessori e dei chip di memoria
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2015-16
Francesco Ciclosi
Macerata, 7 ottobre 2015
Unimc - Dipartimento di Economia e Diritto - Corso di Laurea in Economia: banche, aziende e mercati
© Francesco Ciclosi – Settembre 2015 CC-BY-SA 4.0 – Common Deed – Legal Code
Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
La tecnica costruttiva
La realizzazione di un microprocessore è un
lungo e complesso processo tecnologico
articolato in 4 fasi:
• La progettazione
• La fabbricazione
• Il controllo
• Il rivestimento
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Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
La progettazione (fase 1) Inizia con l’analisi di mercato
• (identificazione delle esigenze dell’utenza)
Prosegue con:
• L’ideazione dell’architettura
• La progettazione logica
• La creazione delle maschere utilizzate nella fase di
fabbricazione
I progetti aumentano progressivamente il loro
grado di dettaglio
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La fabbricazione (fase 2):
utilizzo delle maschere (1/2)
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La fabbricazione (fase 2):
utilizzo delle maschere (2/2)
I chip sono fabbricati utilizzando le maschere
Una maschera è una lamina di quarzo su cui è
inciso un disegno in cromo (stampinatura)
Tale disegno è utilizzato per creare i circuiti in una
fetta di silicio con un procedimento fotografico
Vengono usate più maschere poiché gli strati dei
chip sono molteplici
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La fabbricazione: lavorazione del silicio (1/4)
Il silicio (non lavorato e
quasi puro) è prodotto in
lunghi lingotti cilindrici
I lingotti sono tagliati in
sottili fette rotonde su cui
sono creati i chip
Le fette sono levigate e
hanno una superficie a
specchio
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La fabbricazione: lavorazione del silicio (2/4)
La superficie di una fetta levigata è rivestita:
1. Uno strato isolante di diossido di silicio
2. Uno strato di “photoresist”, una sostanza
gelatinosa che diviene solubile se esposta ai raggi
ultravioletti
Sopra lo strato di photoresist è posta una
maschera
Il tutto viene esposto ai raggio ultravioletti
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La fabbricazione: lavorazione del silicio (3/4)
Le porzioni di photoresist (corrispondenti agli spazi
chiari della maschera) diventano solubili e sono
rimosse insieme al diossido di silicio sottostante
Rimane un disegno di diossido di silicio
ricoperto da photoresist
Viene rimosso tutto il photoresist
Viene esposto il diossido di silicio
Sulla fetta
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La fabbricazione: lavorazione del silicio (4/4)
A questo punto il primo strato è completato
L’intero processo è quindi ripetuto più volte per
completare anche gli altri strati
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Il controllo (fase 3) – (1/3)
Consiste in test automatizzati (wafer sorting)
Viene eseguito da sonde a forma di ago collegati
a vari punti sulla fetta di silicio
Può durare da un minuto a più di un ora
È composto da circa 10.000 controlli eseguiti al
secondo
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Il controllo (fase 3) – (2/3)
Fetta di silicio
Chip
(migliaia)
Transistor
(milioni)
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Il controllo (fase 3) – (3/3)
I chip che presentano
anomalie vengono
segnalati con un
colore per renderli
riconoscibili
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Il rivestimento (fase 4) – (1/2)
Terminato il controllo:
1. Le fette vengono tagliate in singoli chip
utilizzando delle seghe diamantate
2. I chip precedentemente marcati con il colore
vengono scartati
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Il rivestimento (fase 4) – (2/2)
I chip vengono dotati di un rivestimento:
1. Per proteggerli
2. Per fornirgli i collegamenti elettronici necessari a connetterli
alla scheda a circuiti stampati su cui saranno innestati
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