Como é Feito um Processador do Seu Computador, Notebook ou Smartphone | Por Dentro da Fábrica 🖥️ 💻 📱

Neste vídeos vamos visitar uma fábrica de semi-condutores onde é mostrado como é feito o cérebro dos nossos aparelhos, conhecido como CPU (Central Process Unit ou Unidade Central de Processamento).

A Global Foundries é uma das maiores fabricantes de chip do mundo.

A fabricação da CPU é em escala atômica. É um mundo escondido dos nossos olhos, por ser tão minúsculo.

Começa com a definição do Diagrama de Circuito. No mundo todo, os designers trabalham juntos para desenvolver os diagramas de circuito, onde devem combinar os microprocessadores, processadores gráficos e comunicação sem fio.

AREIA

A próxima etapa é a fabricação do disco de substratos para os microchips. Este disco é feito de silício e também é conhecido como "wafer" ou bolacha.

Para fazer o wafer um grande bloco de cristal é construído a partir do silício de alta pureza.

O resultado é uma perfeita rede de silício, onde os transistores serão colocados posteriormente. Porém as impurezas são as grandes vilãs, e prejudicam os cristais de silício.

POEIRA

Para evitar contaminação nas linhas de produção, os operadores tomam medidas extensas de precaução, quando entram nas salas limpas. Desta forma, os wafers são produzidas em ambientes que chegam a ser 100 mil vezes mais limpas que uma sala de cirurgia médica.

Os discos de silício são desembalados nestas salas livres de qualquer sujeira.

Um conjunto de 25 wafers é armazenado hermeticamente em containers selados e levadas para as centenas de etapas necessárias para a fabricação do CPU.

Estes containers são tranportados por esteiras suspenas.

Técnicas de fotolitografia transferem as estruturas do circuito aos wafers.

O domínio sob a luz é o segredo de todo processo.

LUZ

O disco de silício é revestido por uma resina fotossensível. A luz UV transfere a a estrutura do circuito através de uma máscara para o wafer.

As partes não expostas a luz ficam solúveis e são removidas através de um solvente. Desta forma a estrutura transferida é usada como gabarito. Bilhões de minúsculos interuptores de corrente são formados em cada bolacha.

Das câmaras de fotolitografia as bolachas são transferidas para a Implantação Iônica, onde as propriedades elétricas dos transistores são especificadas.

Neste ponto os engenheiros extraem a melhor propriedade do silício, que é a semi-condutividade. Sua condutividade pode alterar de acordo com os chamados átomos dopantes.

FOGO

Os átomos dopantes são inseridos nas estruturas do silício. Estes átomos são distribuídos aleatoriamente nas redes de silício.

Em altas temperaturas os átomos tornam-se flexíveis e tomam suas posições definidas na estrutura atômica.

A complexidade na fabricação de minúsculos transistores exige-se uma estrutura de sala limpa tão grande quanto dois campos de futebol.

Enquanto o pessoal monitora os processos, a fabricação é automatizada e executada em linhas hermeticamente seladas.

O próximo estágio envolve o cobre, onde conecta os bilhões de transistores dentro do chip, e formam os circuitos integrados.

ÁGUA

Antes que todo o processo inicie, a limpeza é essencial para as bolachas. Pequenas partículas podem estar presentes. Uma pequena camada é aplicada para evitar curto-circuitos e garantir seu funcionamento.

Os trechos são então preenchidos com cobre. Finalmente o excesso de cobre é retirado.

Para o controle da qualidade, os engenheiros utilizam microscópios eletrônicos para monitorar todas as etapas da produção.

Em dois meses, o wafer está pronto. Os circuitos integrados consistem em condutores que possuem um comprimento de múltiplos quilometros, ligando até 100 bilhões de transistores em diversos níveis. Tudo isso num espaço menor que uma unha do dedo.

Referência:

Como se faz | Chris Lefteri
https://atomstudios.com.br/ComoSeFaz_Livro

00:00 Processador
00:38 Planejamento
01:06 Da areia para o silício
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#processador #cpu

Compartilhe: https://youtu.be/ptHa9QPNWL8

Saiba mais: https://youtube.com/playlist?list=PLn3woOh8CiTeR81jVW6atwB4IKC_aeG3i
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