最强垃圾佬?22岁小哥淘二手破烂造出的CPU:直逼初代Intel

之前,差评君告诉大家,一位石油管道博主在路边捡起一块石头,并将其擦掉;CPUUP主捡起一块石头,把它擦掉了?恕我直言,人类不能。

当时,那人擦掉了一件根本不实用,甚至“不亮”的手工艺品。

事实上,如果它一点也不亮,这是正常的。芯片制作是纳米级的雕刻艺术,可以说是人类技术的巅峰。芯片制造的每一步都需要完善,比如硅片的净化。例如,你必须在头发上写上数百万个单词,你不能犯错误。

另一个例子是光刻机中的反射镜。用ASML的话说,它是宇宙中最光滑的人造结构。

有多平?如果这面镜子有地球那么大,那么它不平坦的地方就是头发的厚度。此外,即使在如此恶劣的环境中,那些易于获得数十亿美元资金的实验室仍有可能产生低产量和劣质胶片。

22岁的男孩BUT在车库里用手擦掉了一块芯片,它仍然可以使用。我怀疑这家伙家里有个钢铁侠“贾维斯”。

但话说回来,芯片是如此复杂,为什么总有人能在家里把它擦干净呢?事实上,芯片制造的原理并不复杂。困难在于制造足够小、大规模和高产量的芯片。

我们小时候在自然课上学习了芯片中“电路”的工作原理。电线的一端连接到电池,另一端连接到灯泡,开关连接在导线的中间。开关一闭合,灯就会亮起来。

只是我们需要将上述通过电线连接的东西减少到纳米级。经过不断的尝试,科学家们发现了半导体硅,它可以通过添加适当的掺杂剂来精确控制硅片的电阻率。简而言之,它可以用作传统电路的“导体”。

光刻胶是绝缘的,对光敏感,已成为传统电路的“开关”;。有了能导电和切断电源的人,就有了一个传统的电路。这种线开关可以覆盖整个硅片,形成一个芯片。

那么,在完成原理之后,我们来谈谈制造。这个过程大致分为几个步骤:制造原材料、涂覆光刻胶、光刻、掺杂和测试。

这一次,用手摩擦芯片的博主显然没有能力净化工业级成品硅片,因此第一步是以45美元的价格购买一个真正的成品硅片。而且,商人已经完成了切割和外部加工,并在家里直接将其切割成半英寸见方的形状。

只要你家里有指甲钳,你就可以完成上述步骤。晶圆完成后,下一步是使用光敏材料光刻胶。将晶片放入自制的离心涂布机中,滴上一滴100μl光刻胶。以4000转的速度旋转30秒,使光刻胶均匀地涂抹在晶圆上。

然后捏住晶片,将其放在96℃的热板上,干燥一分钟,在晶片上留下一层均匀覆盖的固态薄膜。在上述步骤中,只要你家里有一台洗衣机,你就可以卸下它的电机,把煎锅插在电机上,然后把晶片粘在锅上。下一步是光刻。光刻的功能是在晶圆上打印电路。

注意这个关键词,打印!

打印前必须有模板。取出预先设计好的电路图,放在紫外线下,灯一亮就打印电路图。由于光刻胶对紫外光敏感,光刻胶在紫外光照射下溶解,形成电路原型。

在上面的步骤中,你可以在家里画一个电路图,只要你能使用Photoshop。但接下来的步骤基本上不可能在国内完成,因为接下来需要进行光刻。

众所周知,光刻技术中最重要的是光。为了制造从14nm到7Nm,再到5nm甚至3nm的芯片,我们需要越来越短的紫外线波长。

这就要求在纳米级上,利用DUV的光脉冲连续两次撞击液态金属锡,以较短的波长激发EUV,然后EUV以较小的工艺雕刻芯片,如下图所示。

只是不明白,因为除了荷兰的阿斯麦,世界上没有第二家公司能做到这一点。然而,这家伙在亚马逊上买了一台投影仪,然后组装了一台显微镜和投影仪来制作一个简单的;“光刻机”。

小哥用这台“光刻机”完成“投影光刻”后,可以将芯片放入化学试剂中,加深原来的沟壑并将其刻在晶圆上,最后冲洗掉所有的光刻胶。

这就完成了初步蚀刻。但在这个阶段,芯片仍然没有灵魂,因为它是“非导电的”。下一步是通过离子注入赋予硅晶体管电特性。换句话说,让它导电,变成电线。此时,我们不得不使用另一种比光刻机更复杂的东西,蚀刻机。

;制作这个东西有多难,比如蚀刻机的灰尘控制。以5nm普通芯片为例。在12英寸的晶圆上,直径大于20nm的颗粒不能超过两个。这相当于青海省;72.23;在10000平方公里的土地上;2;撒上葡萄大小的灰尘。

蚀刻机可以向硅结构中注入硼或磷,然后插入一点铜,在导线中形成一个“单元”,可以将“单元”连接到其他晶体管。

之后,必须使用气相沉积技术粘贴一层“增韧膜”,以保护电路不受腐蚀,使其更耐用。。严重的蚀刻机需要专业的离子注入机和气相沉积技术。这种方法非常昂贵,甚至很危险。爆炸性气体硅烷将用于该过程。

如果你不说它是否危险,你就不能得到蚀刻机。。。所以这家伙搬进了一个;“烤箱”。在这里,他使用了一种非常古老的高温扩散法,也称为退火法。将蚀刻和清洗过的晶片放入1000℃的专业“烤箱”中烘焙45分钟,这样磷原子就可以嵌入其中。

最后,将二手市场的真空机放入芯片上“粘贴一层膜”,完成第一层电路。然后在硅片上涂一层光刻胶,然后重复上述光刻、蚀刻和掺杂步骤,使第二层电路和第三层电路。。。

这样,芯片就基本完成了。

必须先测试芯片,看是否有问题。这需要使用电子显微镜。该设备可以检测小于0.2um的精细结构,即1/100头发大小的物体。

至于价格。。。芯片制造水平的电子显微镜大约有几百台,工作环境相当精致。无尘应该有一个合适的温度。即使他能得到一辆,车库也不太可能满足要求。

结果,这名男子花了1000美元购买了一台电子显微镜,在20世纪90年代以25万美元的价格售出,并对其进行了维修。这家伙用这台机器检查芯片的缺陷。

他打破芯片,用电子显微镜观察芯片的横截面。如果里面有灰尘颗粒,即使芯片报废了,这一步也可以测试无尘华的表现。

包装完全清洁后,取出一块颜色完整、长宽2.4mm的硅芯片,共1200个晶体管。最后,进行了一个简单的“开启”测试。20年前将芯片放入分析仪。该芯片显示了完美的电压-电流曲线,手摩擦芯片的制造过程也很成功。

尽管路边的电脑里有数万个晶体管,可以进行加法、减法、乘法和除法运算,但不要低估了这款手摸芯片。

它有1200个晶体管,接近英特尔第一代芯片4004的2200个晶体管,在不考虑重复率和产量的情况下,这种手摩擦芯片已经达到了20世纪六七十年代的水平。小哥把它命名为Z2。

是的,还有一种叫做Z1的手摩擦芯片。当他还是一名高中生时,他在车库里磨出了一块带有6个晶体管的芯片,并成功地将其用于LED灯。但Z1需要一两块9V电池来驱动。这一次,Z2晶体管的数量呈指数增长,但它只需要2.2或3.3V的电池即可携带。

在完成芯片之后,让我们来看看制造芯片的小哥和他的芯片。“车库”。小哥的名字是山姆。他的父亲是赛车零件的工业设计师,他的兄弟是机器人工程师。他的车库主人满是这样的专业仪器。这显然是一个漫长的过程;“车库面”nbsp;我们的实验室。

甚至在制造芯片之前,他的父亲就专门邀请了一位在半导体行业工作了40年的高级工程师来测试小哥的“车库”,看看插件板的位置是否合理,是否容易引起火灾等。

小哥可以被称为历史上最强大的垃圾处理者,他从二手市场捡起一堆垃圾,直接擦出一块芯片。但不可否认的是,他的家庭环境给了他一些帮助,使他有足够的信心去做这件事,无论成功与否。

花5万美元买一块1美元的芯片有什么意义?

引用一位博主的话,“其他人认为这是不可能的事情。我认为我能做到,所以我做到了。我认为我不会成功,我认为持续学习是最大的挑战。”面对新的领域,我们逐渐错过的是小哥所说的话。那些年轻时就应该感到不满和自信的人。

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