03 março 2010

Processadores e Chips de Memórias feitos de Areia!

Ensopado e churrasco
O processo de obtenção dos wafers é relativamente simples. Antes de tudo é necessário se obter silício – um dos principais componentes da areia. Obviamente determinados tipos de areia contêm um percentual maior de silício em sua composição, o que os torna ideais para a obtenção do material.
Com a areia correta carregada, além de alguns outros elementos necessários para a obtenção das propriedades elétricas necessárias a um chip de computador, cria-se um melt ao derreter a mistura de areia e outras cargas.
Processo de obtenção das barras de silício que serão fatiadas em wafers
Pronto o melt, aplica-se um cristal de silício extremamente puro (em torno de 99,99% de silício) e sem falhas estruturais. O silício presente no melt se agrupa em torno deste cristal quase puro, formando uma barra de silício com praticamente a mesma pureza – com uma parcela mínima dos aditivos usados na mistura inicial.
Quando a barra de silício já tem tamanho suficiente, ela é retirada e levada para o corte. Os wafers são fatias transversais da barra cristalina, mais ou menos como um churrasqueiro faz com uma linguiça.
Forma Final
Com o wafer recortado, o disco de cristal de silício passa por uma série de ajustes visando remover imperfeições e preparar a superfície para a impressão dos circuitos.
Wafer de 300mm com pingmentosDepois de ter sua face polida, cada bolacha recebe várias camadas de pigmentos e outras substâncias químicas. Essas camadas extras receberão a impressão do circuito responsável pelo funcionamento do chip.
Essa impressão é feita de maneira semelhante a uma gravura, em um processo chamado fotolitografia. O desenho dos circuitos é criado em uma máscara – em um tamanho bem maior do que o do chip – e projetado através de lentes sobre as camadas que foram adicionadas depois do polimento.
Os locais onde a luz incide sobre o wafer são impressionados pela luz – não muito diferente do que acontece em uma fotografia – e tratados com agentes químicos para remover as partes indesejadas no circuito. Essa é a impressão dos caminhos dos elétrons.
Perceba que um wafer hoje considerado como estado da arte tem 300 mm de diâmetro – o próximo passo é aumentar essa medida para 450 mm – e chips de computador são muito menores do que isso. Cada disco recebe a impressão de vários chips, que serão posteriormente destacados e destinados às embalagens escuras que você encontra dentro da sua máquina.
Imagem macro de dies de 25nmCada wafer é dividido, através da impressão dos circuitos, em dies – a área correspondente ao espaço ocupado por um elemento do circuito. No caso das bolachas de 300 mm utilizadas hoje, um único disco pode entregar até bilhões de dies.
Nem todos os dies são funcionais, entretanto. Contando o espaço de manipulação pelas máquinas, as áreas com informação de produção e falhas de impressão ou deposição de camadas, uma parcela de cada wafer é desperdiçada.
Como cada die não forma um circuito completo, esses bilhões de espaços tornam-se milhares – e em alguns casos apenas centenas – de chips. Depois de completado o processo de impressão, os chips são recortados do wafer e embalados em plástico para receber seu destino final.
Os chips criados por esse processo – como já foi dito antes – são utilizados tanto em processadores como em memória flash. O que diferencia um do outro são o tamanho final – chips de memória têm um formato padrão, o que não acontece com processadores – e o circuito impresso na etapa da fotolitografia .
O pessoal do PC Perspective colocou uma comparação interessante entre os tamanhos dos dois tipos de chip, que você confere nas fotos a seguir. Perceba que os chips de memória são bem menores que os de processadores (a moeda de quarter tem aproximadamente o tamanho da moeda de 50 centavos brasileira, enquanto a de cent tem o tamanho da nossa moeda de 1 centavo).
Processador em comparação com um quarter americano                Cip de memória flash comparado a um cent americano
Saindo da fábrica
Drive SSD com 10 chips NADN flash de 16 GB. Cada chip usa 3 dies de 4 GB.No total, o processo de fabricação de um chip – da extração do silício até as ligações elétricas e acondicionamento em plástico – dura duas semanas. A IMFT Lehi, ao atingir sua capacidade máxima de produção, fabricará dois mil chips por dia, prontos para a venda a empresas como a Intel e a Micron.
Dentro de cada computador, celular, MP3 player ou praticamente qualquer equipamento que você utiliza está – pelo menos – um desses componentes. Agora você já sabe toda a jornada que faz com que areia se torne um eletrônico refinado e de altíssima tecnologia.

Fonte: Baixaki

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