Historie Intel Corporation - 5

Informační věk by byl nemyslitelný bez mikroprocesorů. Největším a nejvýznamnějším světovým výrobcem mikroprocesorů je americká společnost Intel Corporation. Kromě mikroprocesorů pro osobní počítače vyrábí také procesory pro PDA, čipsety, flash paměti, telekomunikační čipy, ale i multimediální vybavení domácností včetně dětských elektronických mikroskopů a webových kamer.

Historie Intel Corporation


Mikroprocesor včera a dnes

Mikroprocesor Intel 4004 uvedený v roce 1971 běžel na 108 kHz (108 000 cyklů za sekundu). Procesory Intel Core 2 Duo překonávají rychlost 2 GHz (2 miliardy cyklů za sekundu). Pokud by se rychlost automobilů od roku 1971 zvýšila stejným tempem, přejel by řidič autem ze San Francisca do New Yorku za necelých deset sekund. (Za předpokladu, že rychlost automobilů v roce 1971 byla 60 mil/h a vzdálenost ze San Francisca do New Yorku je 3 000 mil).

Procesor Intel Core 2 Duo obsahuje neuvěřitelných 291 milionů tranzistorů. Pro představu – kdyby každý tranzistor v procesoru byl zrnko rýže, bylo by jí dost, aby mohla v klidu poobědvat celá Plzeň se svými 166 tisíci obyvateli. Procesor Intel Core 2 Extreme Quad-core pak obsahuje dokonce 582 milionů transistorů. Pokud bychom použili stejný příměr s rýží, pak by mohla v klidu poobědvat dokonce i Ostrava a ještě by něco zbylo.

Procesory Core 2 Duo pro notebooky jsou tak úsporné, že laptopy spotřebují v průměru za hodinu stejně energie jako mikrovlnná trouba za 1 minutu.

Vnitřní struktura procesoru Intel Core 2 Duo s 65nm výrobní technologií je tak jemná, že řada zhruba 1 400 tranzistorových hradel vedle sebe má délku odpovídající průměru lidského vlasu.

Výroba mikroprocesoru

Výroba mikroprocesoru je technologicky značně komplikovaný proces, který obsahuje přes 300 kroků. Mikroprocesory se vyrábějí vrstvením materiálů na tenké kulaté pláty křemíku, tzv. waffery, pomocí různých postupů s využitím chemikálií, plynů a světla. „Ultravyčištěný“ křemík je zkapalněn a zformován do dlouhých válců nazývaných ingoty. Ingoty se rozřežou na tenké pláty, jež se opracovávají a čistí, dokud nemají bezchybný, zrcadlově hladký povrch. Výroba mikroprocesoru začíná kladením izolační vrstvy oxidu křemičitého na vyčištěný plát. Vrstva oxidu slouží také jako elektrická brána, která buď umožňuje, nebo zabraňuje toku elektrického proudu uvnitř mikročipu. Oxid křemičitý je na povrch plátu kladen v peci při velmi vysoké teplotě. Tloušťka vrstvy oxidu závisí na teplotě a na době, po kterou jsou pláty v peci.

Fotolitografie, proces, při němž jsou vzory obvodů tištěny na povrch plátu, je další v řadě. Nejdříve se na plát nanese dočasná vrstva materiálu citlivého na světlo, která se nazývá fotorezist. Skrze průhledná místa šablony, označované fotomaska nebo maska, svítí na vybraná místa fotorezistu ultrafialové světlo. Masky se vytvářejí během návrhu čipu a používají se pro určení vzoru obvodů na každé vrstvě čipu. Osvit chemicky změní nezakryté plochy fotorezistu. Exponované plochy fotorezistu se odstraní, čímž se odhalí část oxidu křemičitého pod opticky citlivou vrstvou. Odhalený oxid křemičitý je odstraněn chemickým „rytím“. Pak se odstraní zbývající fotorezist a na křemíkovém plátu zůstane vzor oxidu křemičitého. (Pochopitelně nelze vyjmenovat všech 300 kroků, z nichž některé jsou tak tajné, že je neznají ani pracovníci v provozu.) V dalších litografických a rycích fázích se na plát nanášejí další materiály jako polysilikon, který vede elektřinu. Každá vrstva materiálu má jedinečný vzor – dohromady vytvoří trojrozměrnou strukturu obvodu čipu. Při operaci nazvané „doping“ jsou odhalené části­ křemíkového plátu bombardovány různými chemickými nečistotami – ionty, které křemíku dodají kladný a záporný náboj a změní na dotčených místech jeho vodivost. Elektrické náboje pomáhají tranzistoru zapínat a vypínat, čili propouštět elektrický proud skrz bránu tranzistoru. Pro zajištění spojení s dalšími vrstvami na plátu se opakováním fází maskování a rytí vytvoří „okna“. Vrstvení se v průběhu několika týdnů opakuje 20–25krát. Okna se nakonec vyplní kovem, který zajistí elektrické spojení mezi vrstvami čipu. Již v 0,13mikronové technologii začal Intel používat měď.








Komentáře