Voidaan hyvin sanoa, ettei mikään nykyään toimi ilman mikroelektroniikkaa. Kyse on samalla maailman vaikeimmin valmistettavista laitteista, jotka koostuvat jopa sadoista miljardeista transistoreista, vaativat äärimmäisen puhtaita olosuhteita ja äärimmäisen kalliita tehtaita.
Verkko-opintoja tarjoava Branch Education on nyt koostunut opetusvideon siitä, miten mikropiirejä valmistetaan. Esitys on ehdottomasti yksi parhaimpia ja antaa erinomaisen kuvan siitä, kuinka monimutkaisesta teollisuudenalasta on kysymys.
Pohjana on Microchip Technologyn valmistusprosessi, mutta sama pätee kaikkeen nykyaikaiseen mikrosirujen valmistukseen. Piikiekot käyvät läpi noin tuhat prosessia 3 kuukauden aikana, jolloin jokainen kiekko sisältää satoja CPU-siruja miljardeilla transistoreilla.
Prosessi alkaa eristävän piidioksidin levittämisellä kiekolle, jonka jälkeen levitetään fotoresisti materiaali, kuvioillaan se UV-valolla, etsataan paljastunut piidioksidi ja lisätään kuparikerroksia. Tämä sekvenssi toistetaan jokaiselle kerrokselle ja tarkastetaan säännöllisesti laadun varmistamiseksi.
Fotolitografiatyökalut luovat maskikerroksen kiekolle, kun taas pinnoitustyökalut lisäävät materiaaleja eri menetelmin. Etsaustyökalut poistavat materiaalia ja ionisuihkulla lisätään elementtejä muodostamaan transistoreita. Kiekko käy läpi useita puhdistus- ja tarkastusvaiheita koko prosessin ajan.
Mikrosirun pohjassa olevat transistorit ovat uskomattoman pieniä, ja niiden ulottuvuudet mitataan nanometreissä. Integroitu piiri käsittää 17 metallista liitäntäkerrosta, joissa eri kerrokset vastaavat paikallisesta, väli- ja globaalista eli koko sirun kattavasta datansiirrosta.
Valmiit kiekot testataan ja toimivat prosessorit pakataan. Prosessi sisältää liitäntäpisteiden kiinnittämisen piirilevyyn, integroidun lämmönlevittimen asentamisen ja viimeisten testien suorittamisen ennen kuin CPU:t ovat valmiita asennettavaksi tietokoneisiin.
Yhdeltä 300-milliseltä piikiekolta saadaan reilut 200 CPU-prosessoria. DRAM-sirut ovat pienempiä, joten niitä yhdeltä kiekolta saadaan lähes tuhat kappaletta. Koko prosessiin voi tutustua Youtubessa.
Elektroniikka- ja kodinkonekaupan yhdistys ETKOn lukujen mukaan Suomessa myytiin heinä-syyskuussa reilut 636 tuhatta puhelinta, mikä on 4,4 prosenttia enemmän kuin vuotta aikaisemmin. Rahassa mitattuna myynnin arvo sen sijaan laski 1,6 prosenttia.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.
