원한다면 전자 제품의 진정한 규모의 전자 제품을 이해하고 스마트 폰을 더 이상 보지 마십시오. 겸손한 바위로 시작한 프로세서는 장치에 들어가는 길을 찾았을 때 아마도 당신보다 더 많은 세상을 보았을 것입니다. 그 과정에서 그것은 지구상에서 가장 기술적으로 정교하고 밀접하게 보호 된 프로세스를 거쳤습니다. 우리가 그 놀라운 30,000 킬로미터의 타기를 되찾아 오십시오.
1. 쿼츠
스마트 폰 프로세서는 스페인 북서쪽 코너에서 여행을 시작했습니다. 세라발 광산산티아고 데 콤포 스텔라시 근처의 석영 광산. 쿼츠, 또는보다 기술적으로 이산화 실리카 또는 실리카는 모래의 주요 성분입니다. 그러나 Serrabal에서는 스마트 폰 폭의 두 배의 거대한 조각으로 올 수 있습니다. 광산 운영자 페로 글로브 자동화 된 시스템을 실행하여 실리카를 크기별로 정렬합니다. 조각을 씻고 처리 한 후, 큰 사람들은 여행의 다음 단계를 위해 대서양 연안으로 향합니다.
사실: 컨설턴트에 따르면 썬더는 에너지를 말했다2024 년에는 3 억 5 천만 톤의 실리카가 채굴되었습니다.
2. 실리콘 금속
후에 트럭으로 한 시간석영 미니 볼더가 도착합니다 알아요Coruña 해안 지방에있는 Ferroglobe의 125,000 평방 미터 공장. 여기서 석영은 탈수 된 목재 칩과 혼합되어 거대한 전극을 사용하는 전기 아크 용광로 트리오에서 1,500 ~ 2,000 ° C로 가열됩니다. 1990 년대 에이 식물에서 발명되었습니다. 용광로 내부에서는 산소를 실리카에서 찢어 내고 목재의 탄소에 붙이는 반응이 발생합니다. 결과는 실리콘 금속과 일산화탄소입니다.
사실: 380 만 톤의 실리콘 금속은 2023 년에 생산되었다고한다. 미국 지질 조사.
3. 정제 된 폴리 실리콘
결과 실리콘 금속은 약 98 % 순수하며 충분하지 않습니다. 마이크로 프로세서가 되려면 최소 99.999999 % 순수해야하며, 이는 매우 강력한 화학이 필요합니다. 그래서 그것은 꺼져 있습니다 WACKER 화학독일 Burghausen에서. 여기서 금속은 Siemens 과정을 겪습니다. 그것은 염산으로 목욕되어 수소 가스와 트리클로로 실란이라는 액체를 형성하기 위해 반응합니다. 불순물은 액체에있을 것이며, 이는 순수한 트리클로로 실란을 원치 않는 것과 분리하는 다단계 증류 공정을 통과합니다. 필요한 순도에 도달하면 반응이 역전된다 : 1,150 ℃에서, 트리클로로 실란은 수소와 반응하여 다수의 실리콘을 폴리 실리콘이라고 부를 수 있으며, 결과적인 hydrochloric acid 가스가 빨려 들어간다. 폴리 실리콘은 가열 요소 주위에 두꺼운 막대를 형성합니다. 반응 챔버에서 냉각되고 제거되면, 폴리 실리콘은 배송을 위해 분쇄됩니다.
사실: 컨설턴트에 따르면 썬더는 에너지를 말했다170 만 톤의 폴리 실리콘은 2024 년에 생산되었으며, 대부분은 태양 전지 생산을 위해 생산되었습니다.
4. 실리콘 웨이퍼
초소형 실리콘은 다른 방향에서 많은 결정으로 구성됩니다. 그러나 마이크로 프로세서는 단결정으로 만들어야합니다. 따라서이 자료는 텍사스 주 셔먼으로 이동할 수 있으며, 그곳에서 Globalwafers는 최근 35 억 달러 규모의 실리콘-웨이퍼 공장을 열었습니다. 여기서 폴리 실리콘은 Czochralski (CZ) 방법. 고급 쿼츠 도가니에서, 폴리 실리콘은 약 1,425 ° C로 가열되어 녹아 내린다. 그런 다음 a 정확한 결정 방향 용융물에 담그고 천천히 위로 끌어 당겨 회전합니다. 모든 것을하십시오 정확히 오른쪽, 당신은 300 밀리미터, 높이가 몇 미터 인 순수한 결정질 실리콘의 잉곳을 끌어 올릴 것입니다. 그런 다음 전문화 된 톱은 반도체 순도 의이 기둥을 1 밀리미터 미만의 웨이퍼로 자릅니다. 웨이퍼는 웨이퍼 팹으로 향하기 전에 청소, 연마 및 때로는 추가 가공됩니다.
사실: Industry Association Semi에 따르면 제조업체는 지난 5 년간 거의 4,400 만 평방 미터의 실리콘 웨이퍼를 배송했습니다. 그것은 맨해튼 섬의 3 분의 2를 다루기에 충분합니다.
5. 가공 된 웨이퍼
이제는 대만 남부의 타이 난으로 출발합니다 TSMC의 팹 18 이 웨이퍼를 최신 스마트 폰 프로세서로 전환합니다. 지구상에서 가장 복잡하고 비싼 장비를 포함하여 매우 복잡한 과정입니다. EUV 리소그래피 시스템 이로 인해 각각 3 억 달러가 소요될 수 있습니다. Fab 18에서, 각 웨이퍼는 수개월의 정교한 정밀한 고문을 통해 프로세서를 구성하는 트랜지스터 및 배선을 생산할 것입니다. 극단적 인 자외선 방사선은 패턴을 인쇄하고, 뜨거운 이온이 표면에 램을 찢고, 정밀 화학 반응은 한 번에 하나의 원자 층을 만들고, 산은 나노 미터 스케일 구조를 제거하고, 금속은 전기 화학적으로 플레이트 부분을 세우고 다른 부분에서는 닦을 것입니다. 결과 : 동일한 프로세서로 가득 찬 웨이퍼.
사실: 실리콘 다이의 최대 크기는 858 mm입니다.2. 칩 내에는 160km 이상의 배선이 있습니다. Apple의 M3 Max 프로세서에는 920 억 트랜지스터가 포함되어 있습니다.
6. 포장 된 칩
이 프로세서가 놀랍게도이 형식으로 사용할 수 없습니다. 그들은 먼저 포장되어야합니다. 우리의 실리콘에게는 그 일이 일어날 것입니다 페낭에있는 ASE 시설말레이시아. 패키지는 칩에 기계적 보호, 열이 제거되는 방법 및 칩의 마이크로 미터 스케일 부품을 회로 보드의 밀리미터 규모 부분에 연결하는 방법을 제공합니다. 이를 위해 웨이퍼는 먼저 칩에 깍둑 썰기됩니다. 그런 다음 수십 마이크로 미터에 불과한 작은 솔더 공이 칩에 부착됩니다. 솔더 범프는 패키지의 해당 부분에 정렬되고 두 부분이 함께 녹습니다. 여러 개의 실리콘이 동일한 패키지 내에 통합되는 것이 더 일반적이되고 있으며, 서로 꼭대기에 쌓거나 서로 옆에 배치됩니다. 프로세스에 대한 다른 단계가 따르고 포장 된 부분은 이제 다음 단계를 위해 준비되었습니다.
사실: 패키지 내에 여러 칩을 쌓으면 2033 년까지 1 조 1 조의 트랜지스터가있는 GPU로 이어질 수 있습니다.
7. 스마트 폰
우리의 포장 칩은 인도 남부에서 AT에 도착합니다 Foxconn의 새로운 256 억 달러의 총회 공장 벵갈 루루 외곽에서. 1.2 평방 킬로미터의 사이트에는 칩, 인쇄 회로 보드, 터치 스크린, 배터리 및 기타 여러 구성 요소를 일부 중 하나로 돌릴 30,000 명의 작업자를 수용 할 수있는 기숙사가 포함됩니다. 이 회사는이 회사와 다른 3 개의 식물에서 매년 생산할 것으로 예상합니다..
사실: Yole Group에 따르면 프로세서 및 기타 로직 칩은 2022 년에 4,630 억 달러의 스마트 폰 및 기타 모바일 장치 비용의 12 %를 차지했습니다.
글로벌 무역
인정 :이 여정은 Ed Conway의 장에서 영감을 얻었습니다. 재료 세계 : 현대 문명을 형성하는 6 개의 원료 (Alfred A. Knopf, 2023).