Vom Sand zu Schaltkreisen

Design

Die Funktionsweise eines Chips ergibt sich aus der Art und Weise, wie die Transistoren und Gates eines Chips entworfen werden, und der letztendlichen Verwendung des Chips. Anhand von Design-Spezifikationen, die die Größe des Chips, die Anzahl der Transistoren, Tests und Produktionsfaktoren umfassen, werden Schaltpläne erstellt – symbolische Darstellungen der Transistoren und Verbindungen, die den Stromfluss durch den Chip steuern.

Anschließend erstellen die Designer schablonenartige Muster, so genannte Masken, für jede Schicht. Mit Hilfe von CAD-Arbeitsplätzen (Computer-Aided Design) führen sie umfassende Simulationen und Tests der Chipfunktionen durch. Um einen Chip zu entwerfen, zu testen, abzustimmen und für die Fertigung vorzubereiten, sind Hunderte von Mitarbeitern erforderlich.

Fertigung und Test

Das „Rezept“ für die Herstellung eines Chips variiert je nach der geplanten Verwendung des Chips. Die Herstellung von Chips ist ein komplexer Prozess, der Hunderte von präzise gesteuerten Schritten erfordert, die zu gemusterten Schichten aus verschiedenen Materialien führen, die aufeinander aufgebaut werden.

Ein fotolithografisches „Druck“-Verfahren wird verwendet, um die mehrschichtigen Transistoren und Verbindungen (elektrische Schaltkreise) eines Chips auf einem Wafer zu bilden. Hunderte von identischen Prozessoren werden stapelweise auf einer einzigen Siliziumscheibe hergestellt.

Sind alle Schichten fertiggestellt, führt ein Computer einen Prozess durch, der Wafer-Sortier-Test genannt wird. Der Test stellt sicher, dass die Chips den Konstruktionsspezifikationen entsprechen.

Hochleistungsgehäuse

Nach der Herstellung ist es Zeit für das Gehäuse. Der Wafer wird in einzelne Stücke geschnitten, die als Die bezeichnet werden. Der Chip wird zwischen einem Substrat und einem Wärmespreizer verpackt, um einen fertigen Prozessor zu bilden. Das Gehäuse schützt den Chip und liefert wichtige Strom- und elektrische Verbindungen, wenn er direkt in eine Computerplatine oder ein mobiles Gerät wie ein Smartphone oder Tablet eingebaut wird.

Intel stellt Chips her, die viele verschiedene Anwendungen haben und eine Vielzahl von Gehäusetechnologien verwenden. Die Gehäuse von Intel werden abschließend auf Funktionalität, Leistung und Stromverbrauch geprüft. Die Chips werden elektrisch kodiert, einer Sichtprüfung unterzogen und für den Versand an Intel-Kunden und den Einzelhandel in schützendes Versandmaterial verpackt.