硅是芯片的主要原材料，硅又是什么呢?其實就是那些最不起眼的沙子，經過多個工序，這些沙子會變成價格昂貴、結構復雜、功能強大、充滿著神秘感的芯片。今天我們就了解一下“沙子”是如何變成黃金的。
簡單說，不算最后的測試環節，芯片的生產時需要經過6個工序的，分別是：硅提純，切割晶圓，影印，蝕刻，重復、分層以及封裝。
首先在硅提純的過程中，原材料硅將被熔化，并放進一個巨大的石英熔爐。這時向熔爐里放入一顆晶種，以便硅晶體圍著這顆晶種生長，直到形成一個幾近完美的單晶硅。
切割晶圓”也就是用機器從單晶硅棒上切割下一片事先確定規格的硅晶片，并將其劃分成多個細小的區域，每個區域都將成為一個CPU的內核。而在切割晶園過程中，切片越薄，用料越省，自然可以生產的處理器芯片就越多。
切割完成之后，在經過熱處理得到的硅氧化物層上面涂敷一種光阻物質，紫外線通過印制著CPU復雜電路結構圖樣的模板照射硅基片，被紫外線照射的地方光阻物質溶解，這就是影印。
而蝕刻工序是芯片生產的重要工作，也是重頭技術，簡單來說蝕刻就是用激光在硅晶圓制造晶體管的過程，蝕刻這個過程是由光完成的，所以用于蝕刻的光的波長就是該技術提升的關鍵，它影響著在硅晶圓上蝕刻的最小尺寸，也就是線寬。
重復工序也就是為加工新的一層電路，再次生長硅氧化物，然后沉積一層多晶硅，涂敷光阻物質，重復影印、蝕刻過程，得到含多晶硅和硅氧化物的溝槽結構。重復多遍，形成一個3D的結構，這才是最終的CPU的核心。
盡管這時的芯片已經是一塊塊晶圓，但它還不能直接被用戶使用，必須將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中，這樣它就可以很容易地裝在一塊電路板上了。封裝結構各有不同，但越高級的芯片封裝也越復雜，新的封裝往往能帶來芯片電氣性能和穩定性的提升，并能間接地為主頻的提升提供堅實可靠的基礎。
說到這里就不得不說一下摩爾定律。摩爾定律是指：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍，這是由Intel的創始人戈登摩根在1965年提出的。這個定律在過去的幾十年都準確無誤，但現在他卻面臨著嚴峻的挑戰。因為從物理定律來看，7nm就是物理極限。一旦晶體管大小低于這一數字，載流子的運動規律都必須考慮到量子效應，這就導致基礎的門電路功能錯亂。也就是說，一旦工藝做到7nm甚至5nm時，現在這種 CPU制作技術已經基本走到頭了。那個時候你會發現，當自己的手機用了三年之后，市面上的華為小米的旗艦性能還是那樣，耗電量還是那樣，續航能力還是那樣。
但這并不是說CPU的性能就會被限制于此，就像從45nm到32nm或者是從22nm到14nm一樣，問題總歸是可以解決的，只是說這一次可能要改變整個CPU的制作方法或者說材料，要比以往的難得多。
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