CPU为什么是方形而不是圆形的?

2023年8月19日21:49:27CPU为什么是方形而不是圆形的?已关闭评论 418

对硬件有所了解的小伙伴几乎都会知道,CPU的外形是一块正方形的金属厚片,当然也有长方形的版本,上表面平整光滑,下表面则有着金属触点或针脚;

CPU为什么是方形而不是圆形的?

不知道有没有小伙伴想过CPU为什么不做成圆形或其它形状呢?

一、我们看到的CPU不是真的CPU

在回答这一问题之前,要先向大家科普一下,我们能用眼睛看到的,用手摸到的这一小坨金属片,并不是CPU这一硬件的本体,而是它的封装;

CPU为什么是方形而不是圆形的?

CPU的本体芯片被牢固安装在封装的中心,称不上巧合的是CPU芯片的形状同样为矩形,所以给大家简单分享一下真正的CPU芯片为什么是这个形状?

二、从制造说起

可能很多同学都知道,CPU芯片是由沙子制成的,沙子的成分是二氧化硅,我们从中提取硅元素制成一个又粗又长的单晶硅棒;

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然后切割成一片一片的薄薄的圆形硅片,也就是我们更加熟知的“晶圆”,直到这里晶圆还是圆形的,这也是它名字的由来;

CPU为什么是方形而不是圆形的?

接下来经过一系列复杂的处理,包括离子注入、电镀、光刻等等,这片晶圆上就出现了许多块小小的CPU雏形;然后对晶圆进行分割,把一块块的CPU芯片分离开来,并从中剔除掉不合格的部分,剩下的就是合格的CPU芯片了;

再把CPU芯片放在一片PCB板上,上面盖上一片铝盖,中间用钎焊或硅脂连接起来,我们能见到的CPU就做好了,当然实际过程是非常复杂的,这里不再赘述;

三、那为何是方的?

有些同学可能还是看的一头雾水,CPU的生产过程和它为什么是方的之间有什么必然联系吗?

CPU为什么是方形而不是圆形的?

实际上我们知道,CPU小方块是从一张巨大的圆形大饼上切下来的,那么为了降低成本,肯定是把这张大饼切的份数越多越好;

如果从一个平面上切下许多圆形区域,那么圆和圆之间剩下的缝隙则完全被浪费掉了,如下,最密集的圆形还是会浪费大量面积;

CPU为什么是方形而不是圆形的?

而切成许多小方形就可以完全没有缝隙,只在晶圆的边缘处留下少许浪费的区域;同时还要考虑到切割难度,直线切割比曲线切割要简单很多倍,工艺更加简单,也能一定程度上提高CPU的良品率;

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所以这个问题的答案并不复杂,CPU是方形的,只是单纯因为方形更易切割且利用率更高,最不浪费,是成本控制必然追求的结果。

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