Man braucht drei Schritte, um einen Elefanten in einen Kühlschrank zu bekommen. Wie bekommt man dann einen Haufen Sand in einen Computer?
Natürlich ist hier nicht der Sand am Strand gemeint, sondern der Rohsand, aus dem Chips hergestellt werden. Die Gewinnung von Sand für die Chipsherstellung ist ein komplexer Prozess.
Schritt 1: Rohstoffe beschaffen
Es ist notwendig, geeigneten Sand als Rohmaterial auszuwählen. Hauptbestandteil von gewöhnlichem Sand ist ebenfalls Siliziumdioxid (SiO₂), jedoch stellt die Chipherstellung extrem hohe Anforderungen an die Reinheit des Siliziumdioxids. Daher wird in der Regel Quarzsand mit höherer Reinheit und weniger Verunreinigungen verwendet.
Schritt 2: Umwandlung der Rohstoffe
Um hochreines Silizium aus Sand zu gewinnen, muss dieser mit Magnesiumpulver vermischt, auf hohe Temperatur erhitzt und das Siliziumdioxid durch eine chemische Reduktionsreaktion zu reinem Silizium reduziert werden. Anschließend wird es durch weitere chemische Verfahren gereinigt, um Silizium in Elektronikqualität mit einer Reinheit von bis zu 99,9999999 % zu erhalten.
Anschließend muss das Silizium in Elektronikqualität zu Einkristallsilizium verarbeitet werden, um die Integrität der Kristallstruktur des Prozessors zu gewährleisten. Dazu wird hochreines Silizium bis zum Schmelzpunkt erhitzt, ein Impfkristall eingebracht und anschließend langsam gedreht und gezogen, um einen zylindrischen Einkristall-Siliziumblock zu formen.
Zum Schluss wird der Silizium-Einkristallblock mit einer Diamantdrahtsäge in extrem dünne Scheiben geschnitten, die anschließend poliert werden, um eine glatte und makellose Oberfläche zu gewährleisten.
Schritt 3: Herstellungsprozess
Silizium ist ein zentraler Bestandteil von Computerprozessoren. Techniker nutzen Hightech-Anlagen wie Fotolithografiemaschinen, um Fotolithografie- und Ätzprozesse wiederholt durchzuführen und so Schichten von Schaltkreisen und Bauelementen auf Siliziumwafern zu erzeugen – ähnlich dem „Hausbau“. Auf jedem Siliziumwafer können Hunderte oder sogar Tausende von Chips platziert werden.
Die fertigen Wafer werden anschließend an eine Vorverarbeitungsanlage weitergeleitet. Dort schneidet eine Diamantsäge die Siliziumwafer in Tausende von einzelnen, fingernagelgroßen Rechtecken – die sogenannten Chips. Eine Sortiermaschine wählt dann die qualifizierten Chips aus, bevor eine weitere Maschine sie auf Spulen wickelt und zur Verpackung und Prüfung transportiert.
Schritt 4: Endverpackung
In der Verpackungs- und Testeinrichtung führen Techniker an jedem Chip abschließende Prüfungen durch, um dessen einwandfreie Funktion und Einsatzbereitschaft sicherzustellen. Bestehen die Chips den Test, werden sie zwischen einem Kühlkörper und einem Substrat zu einem kompletten Gehäuse montiert. Dieses Gehäuse schützt den Chip vor Beschädigung, Überhitzung und Verschmutzung. Im Computer stellt es die elektrische Verbindung zwischen Chip und Leiterplatte her.
Und so werden alle Arten von Chipprodukten fertiggestellt, die die technologische Welt antreiben!
Intellekt 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 Arbeitsstunden und die Verbesserung der Arbeitsabläufe können den Produktwert weiter steigern. Da Unternehmen mehr Produkte in kürzerer Zeit herstellen, steigen die Gewinne entlang der gesamten Wertschöpfungskette.
Die Fertigung ist das Herzstück von Intel.
Intel stellt Halbleiterchips, Grafikchips, Motherboard-Chipsätze und andere Computerbauteile her. Angesichts der zunehmenden Komplexität der Halbleiterfertigung gehört Intel zu den wenigen Unternehmen weltweit, die sowohl Spitzentechnologie als auch Fertigung im eigenen Haus realisieren können.
Seit 1968 haben die Ingenieure und Wissenschaftler von Intel die physikalischen Herausforderungen gemeistert, immer mehr Transistoren auf immer kleineren Chips unterzubringen. Um dieses Ziel zu erreichen, bedarf es eines großen globalen Teams, einer hochmodernen Produktionsinfrastruktur und eines leistungsfähigen Lieferketten-Ökosystems.
Intels Halbleiterfertigungstechnologie entwickelt sich alle paar Jahre weiter. Gemäß dem Mooreschen Gesetz bietet jede Produktgeneration mehr Funktionen und höhere Leistung, verbesserte Energieeffizienz und senkt die Kosten eines einzelnen Transistors. Intel verfügt weltweit über mehrere Waferfertigungs- und Verpackungstestanlagen, die in einem hochflexiblen globalen Netzwerk zusammenarbeiten.
FERTIGUNG UND ALLTAG
Die Fertigung ist für unser tägliches Leben unerlässlich. Die Gegenstände, die wir täglich berühren, auf die wir uns verlassen, die wir genießen und konsumieren, erfordern eine Fertigung.
Einfach ausgedrückt: Ohne die Umwandlung von Rohstoffen in komplexere Produkte gäbe es keine Elektronik, Haushaltsgeräte, Fahrzeuge und andere Produkte, die das Leben effizienter, sicherer und bequemer machen.
Veröffentlichungsdatum: 03.02.2025