Università degli Studi di Macerata Dipartimento di economia e diritto Corso di laurea in economia, finanza e mercati INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2015-16 MODULO 06: La produzione dei microprocessori e dei chip di memoria

1. Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
La produzione dei microprocessori
e dei chip di memoria
INSEGNAMENTO DI INFORMATICA – A.A. 2015-16
Francesco Ciclosi
Macerata, 7 ottobre 2015

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Insegnamento di Informatica – a.a. 2015-16
La tecnica costruttiva
 La realizzazione di un microprocessore è un
lungo e complesso processo tecnologico
articolato in 4 fasi:
• La progettazione
• La fabbricazione
• Il controllo
• Il rivestimento

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La progettazione (fase 1)
 Inizia con l’analisi di mercato
• (identificazione delle esigenze dell’utenza)
 Prosegue con:
• L’ideazione dell’architettura
• La progettazione logica
• La creazione delle maschere utilizzate nella fase di
fabbricazione
 I progetti aumentano progressivamente il loro
grado di dettaglio

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La fabbricazione (fase 2):
utilizzo delle maschere (1/2)

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La fabbricazione (fase 2):
utilizzo delle maschere (2/2)
 I chip sono fabbricati utilizzando le maschere
 Una maschera è una lamina di quarzo su cui è
inciso un disegno in cromo (stampinatura)
 Tale disegno è utilizzato per creare i circuiti in una
fetta di silicio con un procedimento fotografico
 Vengono usate più maschere poiché gli strati dei
chip sono molteplici

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La fabbricazione: lavorazione del silicio (1/4)
 Il silicio (non lavorato e
quasi puro) è prodotto in
lunghi lingotti cilindrici
 I lingotti sono tagliati in
sottili fette rotonde su cui
sono creati i chip
 Le fette sono levigate e
hanno una superficie a
specchio

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La fabbricazione: lavorazione del silicio (2/4)
 La superficie di una fetta levigata è rivestita:
1. Uno strato isolante di diossido di silicio
2. Uno strato di “photoresist”, una sostanza
gelatinosa che diviene solubile se esposta ai raggi
ultravioletti
 Sopra lo strato di photoresist è posta una
maschera
 Il tutto viene esposto ai raggio ultravioletti

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La fabbricazione: lavorazione del silicio (3/4)
 Le porzioni di photoresist (corrispondenti agli spazi
chiari della maschera) diventano solubili e sono
rimosse insieme al diossido di silicio sottostante
Rimane un disegno di diossido di silicio
ricoperto da photoresist
 Viene rimosso tutto il photoresist
 Viene esposto il diossido di silicio
Sulla fetta

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La fabbricazione: lavorazione del silicio (4/4)
 A questo punto il primo strato è completato
 L’intero processo è quindi ripetuto più volte per
completare anche gli altri strati

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Il controllo (fase 3) – (1/3)
 Consiste in test automatizzati (wafer sorting)
 Viene eseguito da sonde a forma di ago collegati
a vari punti sulla fetta di silicio
 Può durare da un minuto a più di un ora
 È composto da circa 10.000 controlli eseguiti al
secondo

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Il controllo (fase 3) – (2/3)
Fetta di silicio
Chip
(migliaia)
Transistor
(milioni)

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Il controllo (fase 3) – (3/3)
 I chip che presentano
anomalie vengono
segnalati con un
colore per renderli
riconoscibili

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Il rivestimento (fase 4) – (1/2)
 Terminato il controllo:
1. Le fette vengono tagliate in singoli chip
utilizzando delle seghe diamantate
2. I chip precedentemente marcati con il colore
vengono scartati

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Il rivestimento (fase 4) – (2/2)
 I chip vengono dotati di un rivestimento:
1. Per proteggerli
2. Per fornirgli i collegamenti elettronici necessari a connetterli
alla scheda a circuiti stampati su cui saranno innestati

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