Prozessoren, auch als CPUs bekannt (zentrale Verarbeitungseinheiten), bestehen aus mehreren Schlüsselkomponenten:
1. Siliziumwafer:
- Dies ist die Grundlage des Prozessors. Es ist eine dünne, kreisförmige Scheibe mit hoch gereinigtem Silizium, einem Halbleitermaterial, das unter bestimmten Bedingungen Strom leiten kann.
2. Transistoren:
- Dies sind die Bausteine eines Prozessors. Transistoren sind winzige Schalter, die ein- oder ausgeschaltet werden können, um 1s und 0s (Binärcode) darzustellen. Millionen, Milliarden oder sogar Billionen Transistoren werden auf einen einzelnen Siliziumwafer gepackt.
3. Verbindungen:
- Dies sind mikroskopische Drähte, die Transistoren und andere Komponenten verbinden und die Kommunikation und den Datenfluss ermöglichen.
4. Andere Komponenten:
- Cache: Ein kleiner, schneller Speicher, der verwendet wird, um häufig verwendete Daten zu speichern und die Verarbeitung zu beschleunigen.
- Steuereinheit: Diese Komponente verwaltet und koordiniert die Ausführung von Anweisungen.
- arithmetische Logikeinheit (ALU): Dies führt mathematische und logische Operationen für Daten durch.
- Register: Kleine, schnelle Speicherorte, mit denen Daten während der Verarbeitung vorübergehend gespeichert werden.
Herstellungsprozess:
- Photolithographie: In diesem Prozess werden Licht und Fotodila verwendet, um Muster von Transistoren und Verbindungen am Wafer zu erstellen.
- Ätzen: Dies beseitigt unerwünschtes Material und lässt die gewünschten Muster zurück.
- Doping: Dieser Prozess verleiht dem Silizium Verunreinigungen, um seine Leitfähigkeit zu kontrollieren.
- Baugruppe: Der verarbeitete Wafer wird in einzelne Chips geschnitten, verpackt und getestet.
Materialzusammensetzung:
- Silizium: Das Hauptmaterial für den Wafer.
- Metall: Wird für Verbindungen verwendet, typischerweise Kupfer oder Aluminium.
- Isolatoren: Materialien wie Siliziumdioxid werden verwendet, um Transistoren und Drähte zu trennen.
- Andere Materialien: Abhängig vom spezifischen Design können andere Materialien verwendet werden, wie z. B. Keramik, Kunststoff oder spezielle Legierungen.
Zusammenfassend: Prozessoren sind unglaublich komplexe Mikrochips, die Millionen oder Milliarden Transistoren und andere Komponenten auf einem winzigen Siliziumwafer kombinieren. Der Herstellungsprozess umfasst hoch entwickelte Techniken, um diese komplizierten Strukturen zu erstellen.
