Dentro da sala limpa: fotos da produção de processadores

Dentro da sala limpa: fotos da produção de processadores

O componente básico para qualquer chip é o wafer de silício que é obtido através da fusão do silício junto com os materiais que permitirão sua dopagem posteriormente. O silício é um dos materiais mais abundantes da natureza. O grande problema é que os wafers de silício precisam ser compostos de silício 99,9999% puro, o que demanda um caro e complicado processo de purificação. Qualquer impureza que passe despercebida nessa fase acabará resultando em um chip defeituoso mais adiante.

Inicialmente são produzidos cilindros (ingots) com de 20 a 30 centímetros de diâmetro, que são posteriormente cortados em fatias bastante finas. Essas “fatias” são polidas e tratadas, obtendo os wafers de silício. Toda a tecnologia necessária para produzir os wafers faz com que eles estejam entre os produtos mais caros produzidos pelo homem.

Entretanto, os wafers são apenas o início do processo. A parte mais complicada e trabalhosa da fabricação inclui o processo de litografia e os banhos químicos que “imprimem” as estruturas do chip.

A técnica usada é chamada de litografia óptica. Existem atualmente diversas variações da tecnologia, como a EUVL (Extreme Ultra Violet Lithography), usada nos processadores atuais. Quanto mais avançada a técnica usada, menores são os transistores, permitindo o desenvolvimento de processadores mais complexos e rápidos.

As máscaras são fisicamente bem maiores que os processadores que serão “impressos” no wafer, já que seria impossível criar máscaras com o nível de detalhes necessário em uma superfície tão pequena. Enquanto os processadores x86 atuais possuem uma área de geralmente 90 a 180 milímetros quadrados, as máscaras são do tamanho de um tablet. Cada máscara contém um dos padrões que são impressos sucessivamente sobre o wafer, resultando em um processador funcional. Dentro da linha de produção, os wafers passam sucessivamente sobre vários steppers, cada um contendo uma máscara diferente:

As máquinas de produção (chamadas steppers) repetem a “impressão” várias vezes, até cobrir toda a área do wafer de silício. 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 em uma 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.

Depois de pronto, o wafer é cortado, dando origem aos processadores individuais. Desses, muitos acabam sendo descartados, pois qualquer imperfeição na superfície do wafer, partícula de poeira, ou anomalia durante o processo de litografia, acaba resultando em uma pequena área defeituosa, suficiente para inutilizar setores inteiros de um processador. Como não é possível produzir um wafer de silício quadrado, temos também os processadores “incompletos”, que ocupam as bordas do wafer e que também são descartados no final do processo.

A Wired publicou um infógrafo com fotos de uma sala limpa da AppliedMaterials, mostrando o maquinário e várias das etapas envolvidas na produção de um chip atual , uma leitura mais do que interessante para quem tem curiosidade em conhecer mais sobre o que acontece por detrás das cortinas.

Sobre o Autor

Redes Sociais:

Deixe seu comentário

X