CPU不只是沙子做的，也是石头做的！
半导体家当中用的最多的是硅元素，而硅元素在地球上的储量仅次于氧元素，数据显示地球的硅元素含量在28%旁边。得益于硅元素巨大的储量和良好的半导体性子，它也就成为了制作集成电路的最精良的原材料。
而沙漠这种能大量供应沙子的地方自然就成为了优质硅元素的主要来源。
一样平常石头里也紧张由二氧化硅、碳酸钙构成，以是含有硅元素的石头也可以被用来做CPU。
最近外国一个小哥图文并茂地教你如何从一块石头开始制作CPU。
首先，我们要去野外找一块喜好的石头。
第二步，把石头砸碎。
现在你就有了纯度为98%的二氧化硅了。
第三步，把二氧化硅提纯到99.9%。
目前紧张的提纯手段是将二氧化硅与焦煤置于1600-1800℃的环境中，将二氧化硅还原成纯度为98%旁边的冶金级单质硅，紧接着利用氯化氢连续提纯出99.99%的多晶硅。
虽然此时的硅纯度已经很高，但是其内部混乱的晶体构造并不适宜半导体的制作，还须要经由进一步提纯、形成固定同等形态的单晶硅。
第四步，连续提纯，直到得到99.9999999%多晶硅金属（polysilicon metal）。
第五步，把多晶硅锭放入坩埚中。
第六步，将硅片加热至1698°K，即1424.85摄氏度。须要把稳，不要在自己家的厨房烤箱中考试测验达到1500度来熔化硅。
第七步，取一点单晶硅，将其浸入熔化硅（molten silcon）的缸中。
第八步，逐步地把单晶硅拉出来直到冷却。
冷却后就得到一个高纯度的单晶硅片。
目前制备单晶硅锭的方法紧张是直拉法。在高温液态化的硅元素里加入籽晶，供应晶体成长的中央，逐步将晶体向上提升，上升同时以一定速率绕提升轴旋转，以便将硅锭掌握在所需直径内。结束时，只要提升单晶硅炉温度，硅锭就会自动形成一个锥形尾部，单晶硅锭的制备就完成了。
第九步，把它切成薄片。
就会得到一些新鲜的硅晶圆（silcon wafer）。
这一步会把制备完成的硅锭切割成1mm厚的圆片，也便是平常所说的晶圆。由于单晶硅性子稳定，以是切割工具用的是金刚石锯，也便是钻石锯。
一样平常一座晶圆厂能生产的硅晶圆的直径越大，代表著这座晶圆厂有更好的技能。其余还有scaling技能可以将电晶体与导线的尺寸缩小，这两种办法都可以在一片晶圆上，制作出更多的硅晶粒，提高品质与降落本钱。生产晶圆的过程当中，良品率也是很主要的指标。
第十步，可以选择在里面加入一些硼、磷或者其他掺杂剂（dopant）。
由于磷的属性比较易燃易爆炸，作者表示并不敢买磷元素，以是用火柴示意一下。
第十一步，把光刻胶（photoresist）放到硅晶圆上。
由于切割出的晶圆表面依然不只滑，以是须要经由仔细研磨来减少切割时造成的凹凸不平的表面。研磨的时候会用到一些分外的化学液体来对晶圆表面进行洗濯，末了抛光。到这一步为止晶圆的制备就算完成了。之后晶圆会被装进分外的盒子里密封保存运输。
光刻胶（Photoresist）又称光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射，其溶解度发生变革的耐蚀剂刻薄膜材料。由感光树脂、增感剂和溶剂3种紧张身分组成的对光敏感的稠浊液体。
在光刻工艺过程中，用作抗堕落涂层材料。半导体材料在表面加工时，若采取适当的有选择性的光刻胶，可在表面上得到所需的图像。
第十二步，拿取一块所需的电路图案取铬蚀刻的光刻石英掩模（chromium-etched photo-lithographic quartz mask），并向他射一束激光，将电路图案照射到晶圆上。
第十三步，光遮罩（photo-mask）产生的阴影位置将会影响硅晶圆表面光刻胶的化学变革，取决于利用的是positive 还是negative 的光刻胶（photoresist）。
光刻胶按其形成的图像分类有正性、负性两大类。
在光刻胶工艺过程中，涂层曝光、显影后，曝光部分被溶解，未曝光部分留下来，该涂层材料为正性光刻胶。
如果曝光部分被保留下来，而未曝光被溶解，该涂层材料为负性光刻胶。
第十四步，加入一些神奇的化学物质来改进（develop）一下光刻胶。
第十五步，用酸（acid）来堕落掉硅晶圆暴露出来的部分。
第十六步，重复进行同质外延（homo-epitaxy）、异质外延（hetero-epitaxy）、假外延（pesudo-epitaxy）、扩散掺杂（diffusion doping）、铜互连层（copper interconnect layers）、化学机器抛光（chemical mechanical polishing）、光刻胶运用（photoresist application）、酸蚀（acid etching）和光掩模（photomask），直到硅晶圆达到哀求。
然后就完成了硅晶圆的制作。
第十七步，把硅晶圆切成片。
切完片往后便是还没有包装起来的硅模具了（un-packaged silicon dies）。
第十八步，在硅芯片上找到焊盘，并把导线连接起来，或者像大多数当代处理器一样利用倒装芯片方法（flip-chip）。
Flip chip又称倒装片，是在I/O pad上沉积锡铅球，然后将芯片翻转加热利用熔融的锡铅球与陶瓷基板相结合此技能更换常规打线接合，逐渐成为未来的封装主流，当前紧张运用于高时脉的CPU、GPU(Graphic Processor Unit)及Chipset 等产品为主。
与COB比较，该封装形式的芯片构造和I/O端（锡球）方向朝下，由于I/O引出端分布于全体芯片表面，故在封装密度和处理速率上Flip chip已达到顶峰，特殊是它可以采取类似SMT技能的手段来加工，因此是芯片封装技能及高密度安装的终极方向。
倒装芯片是一种无引脚构造，一样平常含有电路单元。设计用于通过适当数量的位于其面上的锡球（导电性粘合剂所覆盖），在电气上和机器上连接于电路。
第十九步，利用连接线或焊球在芯片组上的引脚和硅模上的焊盘之间供应电流连接。
至此，一块从石头中制作得到的CPU就完成了！
但显然随着时期的发展，当代CPU的制作更加繁芜，并且每一代新的芯片常日都会改变芯片上的功能，很多主要的细节和步骤在文中也没有提到。
当然，那些主要的细节，例如各种化学用品的身分和浓度是非常绝密的，不可能在新闻、Reddit 中看到任何人表露出来。
制作过程中有许多步骤也包含不止一种常用的方法，例如硅的采购来源和纯化方法，只须要在搜索引擎中搜索光刻中的高等光学（Advanced Optics For Photolithography）、化学沉积纳米制剂（Chemical Deposition Nanofabrication）、光刻计量（Lithographic Metrology）就可以理解到更多内容。
虽然业余爱好者无法独自造出来最尖真个纳米芯片工艺，但微米级的业余芯片制造还是相称可行的。
在Youtube 已经有人在教你制作芯片了，按照他的教程可以自己动手做出一些根本的芯片。
参考资料：
https://blog.robertelder.org/how-to-make-a-cpu/
