解剖CPU
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at 2010-11-15 00:08:45
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你有没有想过，切开CPU看看里面？
有一个瑞典Lund大学的物理学博士生，就真的这么干了，还把照片放到网上。我们知道，CPU里面是几千万到几亿个晶体管，他的目标就是看到这些晶体管。
1.
他先找到一块Intel公司的奔三（Pentium III）Coppermine芯片，主频800MHZ，生产于2000年。（我查了一下，网上的报价现在是15~30元人民币/块。）
下面是这块CPU的正面。你可以看到它分成两部分，周围是一圈绿色的电路板，中间那块蓝色的就是芯片。
2.
CPU的背面是密密麻麻的针脚，用来从主板取电和通信。
3.
为了把芯片从电路板取出，动用了电锯。
4.
切断电路板，就可以取出芯片了。
5.
去掉上面的金属保护盖，芯片的庐山真面目显现了，上面有很多闪光的小点。
6.
把这块芯片放到光学显微镜下，看到那些小点都是一个个金属垫（metal pad），用来连接芯片内部与外面的电路板。
7.
拉近距离，可以看到金属垫中间的小洞里面有一些特殊结构。
8.
那里原来是一层层的导线，好像三明治叠在一起。
9.
调整显微镜，依次把焦点对准不同的导线，先是上层。
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然后，焦点对准中间的那层导线。
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最后是下层导线。
12.
导线的下面就是硅片层（晶圆），也就是晶体管的位置。但是这时，光学显微镜已经到放大的极限了，只好改用电子扫描显微镜（scanning electron microscope）。
因为没有办法去掉导线层，所以先把芯片一切二，观察横截面。
13.
可以看到芯片的底部，也就是金属层底部有一些线条。
14.
把底部放大。
15.
肉眼看到大概有六层，全部都是金属导线，估计就是刚才光学显微镜里看到的导线层。
16.
换一个更好的角度。
17.
这台电子扫描显微镜的极限是250纳米，而奔三的制造工艺是180纳米（根据wikipedia），所以没法看见更细的导线层，更不要说下面的晶体管了。
18.
换一个角度，从上往下看，依然是一层层叠加的导线。由于暂时没办法把这些导线去掉，所以晶体管层还是看不见。
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