Um einen Elefanten in einen Kühlschrank zu packen, sind drei Schritte nötig. Wie passt also ein Sandhaufen in einen Computer?
Natürlich ist hier nicht der Sand am Strand gemeint, sondern der Rohsand, aus dem Chips hergestellt werden. Der „Abbau von Sand zur Herstellung von Chips“ erfordert einen komplizierten Prozess.
Schritt 1: Rohstoffe beschaffen
Als Rohstoff ist die Auswahl des geeigneten Sandes erforderlich. Der Hauptbestandteil von gewöhnlichem Sand ist ebenfalls Siliziumdioxid (SiO₂), doch die Chipherstellung stellt extrem hohe Anforderungen an die Reinheit von Siliziumdioxid. Daher wird in der Regel Quarzsand mit höherer Reinheit und weniger Verunreinigungen gewählt.
Schritt 2: Transformation der Rohstoffe
Um ultrareines Silizium aus Sand zu gewinnen, muss dieser mit Magnesiumpulver vermischt, auf hohe Temperaturen erhitzt und das Siliziumdioxid durch eine chemische Reduktionsreaktion zu reinem Silizium reduziert werden. Anschließend wird es durch weitere chemische Prozesse weiter gereinigt, um Silizium in Elektronikqualität mit einer Reinheit von bis zu 99,9999999 % zu erhalten.
Um die Integrität der Kristallstruktur des Prozessors zu gewährleisten, muss das Silizium in Elektronikqualität anschließend zu Einkristall-Silizium verarbeitet werden. Dies geschieht durch Erhitzen von hochreinem Silizium bis zur Schmelze, Einsetzen eines Impfkristalls und anschließendes langsames Drehen und Ziehen, um einen zylindrischen Einkristall-Siliziumblock zu formen.
Abschließend wird der Einkristall-Siliziumblock mit einer Diamantdrahtsäge in extrem dünne Wafer geschnitten und die Wafer poliert, um eine glatte und makellose Oberfläche zu gewährleisten.
Schritt 3: Herstellungsprozess
Silizium ist ein Schlüsselbestandteil von Computerprozessoren. Techniker nutzen Hightech-Geräte wie Fotolithografiemaschinen, um wiederholt Fotolithografie- und Ätzschritte durchzuführen und so Schichten von Schaltkreisen und Bauelementen auf Siliziumscheiben zu bilden – ganz wie beim „Hausbau“. Jede Siliziumscheibe kann Hunderte oder sogar Tausende von Chips aufnehmen.
Die fertigen Wafer werden anschließend an eine Vorverarbeitungsanlage geschickt. Dort schneidet eine Diamantsäge die Siliziumwafer in Tausende fingernagelgroße Rechtecke, die jeweils einen Chip darstellen. Anschließend wählt eine Sortiermaschine geeignete Chips aus, und schließlich werden sie von einer weiteren Maschine auf eine Rolle gewickelt und an eine Verpackungs- und Testanlage geschickt.
Schritt 4: Endverpackung
In der Verpackungs- und Testanlage führen Techniker an jedem Chip abschließende Tests durch, um sicherzustellen, dass er einwandfrei funktioniert und einsatzbereit ist. Bestehen die Chips den Test, werden sie zwischen einem Kühlkörper und einem Substrat montiert, um ein komplettes Gehäuse zu bilden. Dies ist wie ein „Schutzanzug“ für den Chip; das äußere Gehäuse schützt den Chip vor Beschädigung, Überhitzung und Verschmutzung. Im Computer stellt dieses Gehäuse eine elektrische Verbindung zwischen Chip und Leiterplatte her.
Und so sind alle Arten von Chipprodukten fertig, die die technologische Welt vorantreiben!
INTEL UND FERTIGUNG
Die Umwandlung von Rohstoffen in nützlichere oder wertvollere Produkte durch die Fertigung ist heute ein wichtiger Motor der Weltwirtschaft. Die Produktion von mehr Gütern mit weniger Material oder weniger Arbeitsstunden sowie die Verbesserung der Arbeitsabläufe können den Produktwert weiter steigern. Da Unternehmen mehr Produkte schneller produzieren, steigen die Gewinne entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Die Fertigung ist das Herzstück von Intel.
Intel stellt Halbleiterchips, Grafikchips, Motherboard-Chipsätze und andere Computergeräte her. Angesichts der zunehmenden Komplexität der Halbleiterfertigung ist Intel eines der wenigen Unternehmen weltweit, das sowohl modernstes Design als auch die Fertigung im eigenen Unternehmen durchführen kann.
Seit 1968 meistern Intel-Ingenieure und -Wissenschaftler die physikalischen Herausforderungen, immer mehr Transistoren auf immer kleinere Chips zu packen. Um dieses Ziel zu erreichen, sind ein großes globales Team, modernste Fabrikinfrastruktur und ein starkes Lieferketten-Ökosystem erforderlich.
Intels Halbleiterfertigungstechnologie entwickelt sich alle paar Jahre weiter. Wie das Mooresche Gesetz vorhersagt, bringt jede Produktgeneration mehr Funktionen und höhere Leistung, verbessert die Energieeffizienz und senkt die Kosten eines einzelnen Transistors. Intel verfügt weltweit über mehrere Testanlagen für die Waferherstellung und -verpackung, die in einem hochflexiblen globalen Netzwerk operieren.
FERTIGUNG UND ALLTAG
Die Fertigung ist für unser tägliches Leben von entscheidender Bedeutung. Die Dinge, die wir täglich berühren, auf die wir uns verlassen, die wir genießen und konsumieren, müssen gefertigt werden.
Einfach ausgedrückt: Ohne die Umwandlung von Rohstoffen in komplexere Gegenstände gäbe es keine Elektronik, Geräte, Fahrzeuge und andere Produkte, die das Leben effizienter, sicherer und bequemer machen.
Beitragszeit: 03.02.2025