CPU制造
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国产CPU的发展之路
智能制造类 星旭自动化 2016-11-16 15:11 发表了文章
一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
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国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
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CPU制造全过程（图文全解）
智能制造类 D工业人 2016-10-09 16:42 发表了文章
沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻胶层随后透过掩模被曝光在紫外线之下变得可溶，掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，晶体管相当于开关，控制着电流的方向，一个针头上就能放下大约3000万个
溶解光刻胶、蚀刻、清除光刻胶
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料
离子注入：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后的离子流速度可以超过30万千米每小时
清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连
电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面
金属层：在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性
晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核(Die)
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了
至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)
来源工控维修那些事儿
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硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻胶层随后透过掩模被曝光在紫外线之下变得可溶，掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，晶体管相当于开关，控制着电流的方向，一个针头上就能放下大约3000万个
溶解光刻胶、蚀刻、清除光刻胶
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料
离子注入：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后的离子流速度可以超过30万千米每小时
清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连
电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面
金属层：在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性
晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核(Die)
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了
至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)
来源工控维修那些事儿
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沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻胶层随后透过掩模被曝光在紫外线之下变得可溶，掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，晶体管相当于开关，控制着电流的方向，一个针头上就能放下大约3000万个
溶解光刻胶、蚀刻、清除光刻胶
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料
离子注入：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后的离子流速度可以超过30万千米每小时
清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连
电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面
金属层：在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性
晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核(Die)
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了
至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)
来源工控维修那些事儿
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国产CPU的发展之路
智能制造类 星旭自动化 2016-11-16 15:11 发表了文章
一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
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国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
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一、国产CPU发展现状与成就
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
智造家提供
国内已开启多技术路线并行的CPU技术产业新格局。在国家科技重大专项和国家级集成电路产业投资资金的推动之下，我国CPU产品技术研发已进入多技术路线同步推进的高速发展阶段，并因发展模式和技术特性的不同而呈现出不同的发展特色，其中：
x86体系由intel封闭主导，国内企业通过商业合作进行CPU产品和部分技术的研发。Intel独揽x86 CPU的基础架构、芯片设计、工艺制造三大环节并封闭发展，目前已积累了超过1.7万件CPU相关专利。在硬件层面，不仅掌控与北桥CPU配套的南桥芯片组外围接口、GPU等核心技术，也主导着与x86相关的标准技术和测试认证，例如内存条接口、硬盘接口以及PCIe总线接口等；在软件层面，与微软结成“Wintel”联盟形成长期相互协同的利益闭环，众多应用厂商围绕x86+windows体系开发产品。
我国的兆芯和曙光分别通过与威盛和AMD的商业合作进行x86 CPU的研发，其中兆芯已推出3代CPU产品，并形成了完整的芯片组解决方案，在操作系统层面除兼容windows和linux外，也联合方德、中标、普华等多家国内企业展开适配；曙光联姻AMD加快在服务器领域的布局，自研安全加密模块替代原有AMD的安全部分，提升安全保障能力，预计相关产品今年底实现正式商用。
ARM体系以开放共赢为基本原则，国内企业在获得技术授权的基础上进行芯片架构和芯片设计的研发。ARM公司是ARM生态的主导者和核心规则的制定者，通过基础架构授权、IP核授权等方式获得经济收益。
芯片设计企业基于ARM授权的基础架构/IP核进行芯片研发，降低了研发的难度、风险和成本，与ARM公司形成互惠互利的合作伙伴关系。而生态系统中大量的上下游软硬件企业则遵循ARM统一制定的标准规范，对接众多客户需求而实现经济利益获取。国内基于ARM生态的CPU产业已有较好基础，华为海思、展讯、联芯、飞腾等众多企业均已累积多年的ARM芯片研发经验，在移动终端领域我国芯片设计技术已与国际主流水平同步，在高性能计算等应用领域也推出了相应的CPU产品。
华为、展讯、国防科大等多家企业取得ARM自主化程度最高的架构授权，可进行自主CPU基础架构的研发。2016年4月集合国内外数十家企业的绿色计算产业联盟的成立，将继续推动国内ARM生态的逐步壮大和在全球生态中话语权的提升。
MIPS体系基于架构授权构建开放生态，国内企业是产品研发和生态推动的主要力量。2012年ImaginaTIon和ARM的母公司Bridge Crossing合力购得MIPS公司的580项专利，前者联合多家MIPS芯片设计企业组建MIPS开源社区PRPL基金会，共同推进MIPS架构与IP的持续向前发展；后者则侧重于战略性收购以提升知识产权能力。
我国目前是推动MIPS生态繁荣的主要力量，龙芯在MIPS精简指令集基础上自主扩展了指令集loongISA，并坚持自主研发微架构和编译器，2015年8月发布的GS464E在整数运算性能方面基本追平了AMD的微结构，浮点运算性能方面接近Intel在2013年发布的Ivy。君正在MIPS基础指令集的基础之上自主扩展了SIMD指令集，侧重于32位嵌入式CPU芯片及配套软件的研发和销售，主要应用于便携教育电子、可穿戴设备等移动便携设备领域。
此外，国内对Power、Alpha等架构也有布局。国内已通过授权得到IBM的Power CPU全套技术，对标行业应用市场。申威对自主的Alpha架构也在不断深化升级，在双核Alpha基础上拓展了多核架构和SIMD等特色扩展指令集，主要面向高性能计算、服务器领域，在2016年国际超算大会评比中，基于申威26010处理器的“神威太湖之光”计算机系统首次亮相并夺冠，其峰值性能达每秒12.5亿亿次浮点运算，成为世界首台运行速度超10亿亿次的超级计算机。
二、面临挑战和主要问题
国产CPU产业配套滞后于产品技术需求，后续升级压力较大。
一是，目前国内制造工艺落后国外两代，CPU专用和高性能制造工艺尚处于起步阶段，面向服务器和PC的国产CPU产品仍需依赖台积电等国外厂商。
二是，我国IP产值不足全球的10%，并且高端IP的缺乏难以支撑设计和制造发展的需求。华大九天等国内企业发展自主EDA工具，但目前仍较多应用在低端产品当中。此外，与工艺制造相关的装备和材料技术的落后也制约国内制造工艺的升级，进而影响CPU生态的竞争力。
国产CPU生态环境薄弱且成熟缓慢，长远发展空间受限。受CPU知识产权壁垒和国外CPU企业对商业模式的限制，目前国内孤立的CPU生态环境基础薄弱且成熟缓慢，主要表现在合作伙伴少、软硬件生态力量分散、无法建立Wintel联盟的协同共赢模式、缺乏产业上下游间的融合发展和深度优化等。
应用开发与CPU研制未形成良性互动，竞争力提升缓慢。当前国产CPU研发还极大依赖于国家项目扶植和支持，未结合市场需求，导致产品和应用脱节的情况较为突出，无法持续发展。目前各级单位正在大力推动国产CPU的应用，但因基于国产CPU的操作系统及应用软件生态并不丰富，目前规模较小，产品竞争力提升缓慢。
三、对未来发展的建议
强化统筹协调，提升国内技术生态水平。依托国内的市场优势和企业的成长优势，以我国信息安全特殊需求为切入点，针对具有我国特色的个性化应用需求，联合华为、国防科大、展讯等核心优势企业，加大对CPU产品的研发和在相应生态中的影响力。深化国际合作，在兼容开放、专利申请等方面争取更多权益。
强化配套供给，提升国内生态体系完备性。一是，推动国内芯片设计企业与中芯国际等制造企业、江苏长电等封测企业间深化合作，围绕服务器、移动芯片、物联网芯片等专用需求，实现国内自有的专用制造和封测工艺技术。二是，加大对与芯片特色功能优化紧密相关的基础IP的自研力度，力图逐步实现国产化替换。三是，支持企业积极参与国际开源社区，深化对开源软件技术的理解，提升国内CPU系列芯片产品配套应用的系统软件和应用软件供给能力。
强化应用驱动，提升国内技术产业化进程。面向国产化应用实际需求，开展研发攻关和国产化应用部署。整合各类专项资金和社会资金，继续加大对核心技术/产品自主突破的支持力度。鼓励应用企业主导建立应用牵引、研用融合的核心技术研发体系，形成研发、应用、纠错、完善的体系化迭代创新模式，实现技术研发与应用的协同效应。
强化标准建设，提升国内差异化竞争优势。围绕我国特定领域信息安全需求，构建完备标准化体系，并将其纳入国内市场准入控制范畴。推动企业加强对专利申请的重视程度，适当降低知识产权申请的费用门槛和管理门槛，探索产业共建知识产权专利池，提升我国对外知识产权自我保护能力。
来源：1号机器人
智造家提供
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CPU制造全过程（图文全解）
智能制造类 D工业人 2016-10-09 16:42 发表了文章
沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻胶层随后透过掩模被曝光在紫外线之下变得可溶，掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，晶体管相当于开关，控制着电流的方向，一个针头上就能放下大约3000万个
溶解光刻胶、蚀刻、清除光刻胶
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料
离子注入：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后的离子流速度可以超过30万千米每小时
清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连
电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面
金属层：在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性
晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核(Die)
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了
至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)
来源工控维修那些事儿
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硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻胶层随后透过掩模被曝光在紫外线之下变得可溶，掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，晶体管相当于开关，控制着电流的方向，一个针头上就能放下大约3000万个
溶解光刻胶、蚀刻、清除光刻胶
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料
离子注入：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后的离子流速度可以超过30万千米每小时
清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连
电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面
金属层：在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性
晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核(Die)
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了
至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)
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沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅熔炼：12英寸/300毫米晶圆级。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS)，平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到大晶体的，最后得到的就是硅锭(Ingot)
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆。切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当镜子
光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平
光刻胶层随后透过掩模被曝光在紫外线之下变得可溶，掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案
一块晶圆上可以切割出数百个处理器，晶体管相当于开关，控制着电流的方向，一个针头上就能放下大约3000万个
溶解光刻胶、蚀刻、清除光刻胶
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料
离子注入：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后的离子流速度可以超过30万千米每小时
清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同
晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连
电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面
金属层：在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的不同功能性
晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试，使用参考电路图案和每一块芯片进行对比
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个处理器的内核(Die)
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准备进入下一步
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了
至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)
来源工控维修那些事儿
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