量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
全球陷入「缺芯危機」。
一位加拿大小夥兒一聽說這事，立馬坐不住了，立誌要解決這個問題。
他想了一想，芯片的主要原料不就是 矽 麽，而矽一般是從 石英石 裏提取的。
於是，靈感爆棚的他發揮DIY精神，抄起家夥就開幹。
第一步，就從撿石頭開始。
至於提煉矽需要的裝置有用到湯鍋、電磁爐等廚具。
再輔以牙刷拋光和小刀切割。
最後，小夥把整個制作過程濃縮成一部只有99秒的視訊教程，免費分享到網上。
步驟相當完整，只是缺少億點點細節那種（手動狗頭）。
△就是這種
從石頭到芯片
首先小夥把撿來的石英石敲碎，得到 二氧化矽 顆粒。
世界上純度最高的石英石在美國北卡羅來納州的采石廠，不過純度也就98%。
想要造芯片的話還要提純，純度達到99.9%的話是這個樣子。
至少提純到99.9999999%，才可以制備成 多晶矽 （polysilicon）。
接下來他把多晶矽錠放到鍋裏，想辦法加熱到1698開式度（1424.85攝氏度）。
再把一小塊單晶矽放進去當引子，融化的矽會在與單晶矽的交界面上重新排列分子結構，隨著冷卻凝固成單晶矽。
這種方法由波蘭科學家 丘克拉斯基提 （Czochralski）發明，有一個形象的名字叫 提拉法 。
為什麽叫提拉法呢？因為冷卻後就可以像這樣把制成的單晶體拉出來：
小夥下一步做的是把矽晶體切割成薄片，這就是經常能聽到的 晶圓 了。
光滑得可以當鏡子用。
不過這時晶圓的導電效能還不夠好，需要摻雜一些 硼 或 磷 ，比如火柴頭上就有磷。
對這個過程，有網友評論道：就像我奶奶烤餅乾一樣。
不過再後面才是最關鍵的步驟—— 光刻 。
首先他往晶圓片上塗 光刻膠 （Photoresist）。
再把需要的電路圖案制成帶一層鉻的石英掩膜版，掩膜版的作用相當於洗相片時候的底片。
下一步他用雷射把掩膜版上的電路圖案投射到晶圓，讓掩模產生的陰影位置控制光刻膠在晶圓片表面發生化學變化的位置。
後面的步驟就像洗相片一樣，倒上顯影液，用酸（小夥用的是白醋）腐蝕晶圓的暴露部份，洗掉殘留的光刻膠。
再加上億點點工藝細節，包括同質外延、異質外延、偽外延、擴散摻雜、銅互聯層、化學機械拋光、塗光刻膠、酸蝕刻和光掩模曝光。
以上操作重復N遍，直到……
再對光刻完畢的晶圓進行切割，就得到了未封裝的 裸片 （die）。
最後，小夥展示了焊接、封裝一氣呵成。
這就是從石頭到CPU的全部過程了。
還真有人做出來過
視訊看完後，這位加拿大小夥還有幾句話要說。
首先有一點需要聲明， 不建議任何人真的去嘗試這些方法 ，視訊中出現的「光刻膠」等只是道具，真正的化學原料非常危險，必須要在通風、安全的環境下操作。
另外生產現代CPU的實際工藝流程要比視訊中描述的復雜得多，而且專利都掌握在大公司手裏。
有網友開玩笑說他「這個視訊侵犯了大量的專利，我報警了」。
小夥也調侃到「我用的都是開源石頭，所以應該還好」。
最後，雖然一個人在家裏無法真的打造出奈米級芯片，但是小夥分享了另一位DIY達人Sam Zeloof的頻道。
微米級制程的那種芯片Sam還真做出來了。
他的最新進展是把自制芯片升級到了整合1000個晶體管。
視訊地址：
https://www.
youtube.com/watch?
v=vuvckBQ1bME
Sam Zeloof的頻道：
https://www.
youtube.com/c/SamZeloof
/videos
參考連結：
[1]https://
blog.robertelder.org/ho
w-to-make-a-cpu/
[2]https://www.
sciencedirect.com/topic
s/chemistry/czochralski-process
—完—
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