CPU为什么不做成圆的而是方的?
从每年各大科技公司发布的新款CPU来看,其外形都是方形而不是圆形,而且方形的CPU也能够集成更多半导体工作单元 。
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为什么现在的处理器不是圆形外观?之所以没有没有做成圆形,除了我们以往对CPU了解甚少,还与它的核心部件、以及研发厂家的实际需求有密切联系,下面我们一起来对它进行详细的探讨 。
一.沙子提炼而制成的CPU,其本体被封印在方形的外壳里面 。文章插图
在以往CPU研发公司发布的新款产品中,我们很多人用肉眼看到的只是CPU芯片外面的壳体,而真正的CPU本体却被封印在壳体里面,很多人很少动手去拆解查看CPU的本体结构 。
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CPU的本体芯片其实就是从“晶圆”上进行分割然后加工而成的,而“晶圆”又是从含有大量“硅元素”的【单晶圆形硅棒】中进行切片分割并获取 。
单晶圆形硅棒的形成,需要从沙子中提取硅元素,这也就间接证明合格的CPU本体芯片原材料离不开沙子,因为现在很多CPU的本体芯片都是硅基芯片 。
二.制成方形的CPU芯片单元,有利于提高产量并满足厂商的实际研发需求 。文章插图
我们从上面的CPU形成可以知道:CPU本体芯片最初始原材料需要从一张圆形的“硅基晶圆”中进行小块分割才能获取 。
而这个分割的技巧,会很大程度上影响芯片代工生产厂商生产的数量 。因此,芯片生产厂家在分割一大张的晶圆时会考虑如何减少晶圆大面积的材料损失 。
为什么在切割“硅基晶圆”的时候,选择了方形而不是圆形?
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首先,在硅基晶圆上采用方形切割,主要是考虑切割的设备和工艺在操作效率上要远远高于圆形切割方式,便于量产 。
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其次,要想在加工生产时让硅基晶圆节省更多的材料,必须在切割的单位面积上做好精确计算才行 。假设在晶圆上切割一块宽度都为1厘米的芯片原材料,我们会在实际切割过程中会发现:在一大张的硅基晶圆中进行切割时,小块的圆形与小块的圆形平面之间会有过多的原材料浪费,而切割为方形则不会很大程度上出现“边角余料” 。
所以,现在很多研发芯片的设计厂商会更多的使用方形面积,让后续的芯片产量也能跟得上,保证芯片的代工成本不用增加 。
结语:很多智能电子设备现在搭载的CPU芯片都是设计成方形的外观,这样的外观有利于制造芯片的厂家提高芯片生产量和良品出货量,使研发厂家的代工成本降低 。
另外,CPU本体芯片为方形也可以降低散热面积,毕竟CPU运行时有一定的功耗 。如果使用圆形的外观,不但会增加散热面积也会占用智能设备内部更多的集成空间 。
其他网友观点感谢您的阅读!
这个问题,让我不自觉的想到了,晶圆为什么不做成圆形,要做成方形 。按理说,晶圆是圆的,这样设计CPU,不是更方便吗?直接用圆形的CPU,不是可以更好的将晶圆的空间发挥出来吗?
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实际上,造成CPU没有奇形怪状的形状,没有出现圆形,或者6边形等等的原因很简单,我归纳为两个字——节约!
节约成本,增加利用率!我们知道如果使用圆形的切割芯片,可能会浪费更多的材料,耗材增多了,CPU的成本就变高了 。
节约PIN脚的使用 。你可以看到Pin脚的排列很规整,节约了空间,提升使用 。
【CPU为什么不做成圆的而是方的?】
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节约技术难度 。在进行CPU的制作的时候,确实会因为光蚀刻在蚀刻所带来的困难,比如边缘处的不平衡等等,提升了技术难度 。
归根结底就是为了节约成本,降低损失 。毕竟,CPU的消耗不低,技术难度不小!
其他网友观点因为CPU芯片可是很贵的,在目前的圆形晶圆上切割方形的芯片本身就有一些边角料的浪费,更别说圆形芯片了,如果在目前的圆形晶圆上切割圆形芯片,那会造成更大的浪费,可能一块晶圆上能浪费将近一半的面积,这样子成本和风险就太高了 。
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而且晶圆的生产和CPU芯片的切割不一样,传统方形芯片切割起来横平竖直,良品率更高,对设备精度的要求也低一些,但是如果按照圆形切割的话那就都是曲线切割,对设备的精密程度要求非常高,成本也会急剧提高,很不划算 。
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此外,既然设计的是圆形芯片,那么CPU内部的核心也必须是设计成圆形的,但是传统的电路设计都是以横平竖直来的,如果让芯片设计师在CPU里布局大量的曲线电路那实在是太难了,最终的成品也很可能不尽人意,所以说目前的技术用来做圆形芯片和CPU是非常不现实的,至少在民用和消费领域是这样的 。
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