Definição de Litografia
Cada processador é constituÃdo por vários milhões de transÃstores, divididos em diversos grupos de componentes, entre eles as unidades de execução (onde as instruções são realmente processadas) e os caches. Como todo processador atual processa várias instruções por ciclo, são incluÃdos diversos circuitos adicionais, que organizam e ordenam as instruções, de forma a aproveitar da melhor maneira possÃvel os recursos disponÃveis.
Embora absurdamente mais avançado, o processo de fabricação dos processadores é muito similar ao processo de revelação de fotos, onde a imagem do negativo é impressa no papel fotográfico usando luz. O "negativo" neste caso são as retÃculas (as máscaras de litografia).
Na produção dos processadores são usadas máscaras contendo todos os componentes do processador. Diversas máscaras diferentes são utilizadas em sequência, de forma a "imprimir" as diferentes camadas.
As máquinas de produção (chamadas steppers) repetem a "impressão" várias vezes, até cobrir toda a área do wafer de silÃcio. Em seguida o wafer é movido para a máquina com a máscara seguinte e assim continua, até que o processo esteja completo. Todo o processo é feito numa sala limpa, por engenheiros usando os trajes de astronauta que aparecem nos comerciais da Intel. Todo cuidado é pouco, já que cada wafer contém centenas de processadores, que juntos valem algumas dezenas de milhares de dólares.
No começo (inÃcio da década de 70), os filmes usados para produzir as máscaras de litografia eram, literalmente, feitos a mão, usando rubylith, um filme plástico de duas camadas, que é ainda usado por artistas gráficos. O engenheiro cortava a camada superior usando um estilete, criando um desenho das trilhas e outros componentes que seriam posteriormente "impressos" no wafer de silÃcio formando o chip. Eram usadas várias máscaras diferentes, que deveriam combinar-se com precisão absoluta.
Existiram inclusive histórias engraçadas, como o Intel 3101, o primeiro chip de memória da Intel. A primeira versão acabou ficando com apenas 63 bits (ao invés de 64) devido a um erro em uma das máscaras de litografia ;).
As máscaras feitas no rubylith eram depois transferidas para um filme, através de um processo de redução, gerando as retÃculas usadas na produção. Devido à enorme precisão envolvida, são utilizados espectros de luz não-visÃvel, utilizando comprimentos de onda incrivelmente curtos, geradas a partir de laser ou pulsos de de descarga.
Atualmente, o processo de produção das máscaras é completamente automatizado. O próprio desenvolvimento dos processadores mudou. Ao invés de projetar os circuitos manualmente, os engenheiros utilizam um HDL (hardware description language), como o VHDL ou o Verilog (os mais usadas atualmente), que são uma espécie de linguagem de programação para o desenvolvimento de processadores, onde o engenheiro "programa" as instruções que devem ser executadas e outras caracterÃsticas do processador, e o HDL gera o projeto do chip.