Chip bán dẫn làm từ... cát

Có những điều tưởng như là huyền thoại nhưng lại là hiện thực của nền khoa học hiện đại. Có những vật tưởng như bình thường trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta nhưng thông qua “bàn tay quyền năng” của công nghệ, đã trở thành “siêu phẩm”. Bộ vi xử lý (loại chip bán dẫn phức tạp nhất- người dùng hay gọi tắt là “con CPU”) của Intel là một ví dụ khi chúng được làm từ... cát.

Các nhà khoa học của Intel đã phải trải qua rất nhiều công đoạn chế tạo phức tạp để cho ra đời các chip bán dẫn (“Bé chip” mới nhất trong dòng họ chip của Intel là sản phẩm Core 2 Duo đa nhân được chế tạo theo qui trình chung, đồng thời tích hợp rất nhiều nền tảng công nghệ tiên tiến mới).

Quá trình sản xuất chip được thực hiện trong những nhà máy (fabs) đắt tiền, đòi hỏi độ chính xác rất cao. Thành phần silic trong cát là điểm khởi đầu cho việc chế tạo những mạch tích hợp phức tạp. Silic là một chất bán dẫn tự nhiên, trong một số điều kiện, nó có thể dẫn điện nhưng trong một số điều kiện khác nó lại cách điện.

Đặc tính dẫn điện của silic có thể thay đổi tùy theo việc bổ sung chất phụ gia (tạp chất), quá trình này được gọi là kích tạp. Cát được nấu chảy và tinh chế để sản xuất những thỏi silic tinh thể đơn thuần tinh khiết. Những thỏi này được cưa mỏng thành những đĩa bán dẫn (wafer) với đường kính khoảng 2- 12 inch.

Những đĩa này được làm sạch và đánh bóng, sau đó mỗi đĩa sẽ được dùng để chế tạo nhiều con chip. Thông qua khá nhiều giai đoạn chuyên môn phức tạp, cuối cùng mỗi chip trên đĩa bán dẫn được kiểm tra chất lượng và sau đó được cưa tách ra. Những chip bảo đảm chất lượng được đóng gói theo phương thức riêng để có thể gắn phù hợp vào các loại bo mạch.
 
Bằng việc liên tục cải tiến công nghệ silicon và thúc đẩy lĩnh vực bán dẫn phát triển, Intel đã có một cuộc cách mạng độc đáo khi cho ra đời vi kiến trúc Core 2 Duo. Thật ngạc nhiên nếu bạn biết rằng trong con chip nhỏ bé này lại chứa tới 291 triệu bóng bán dẫn (chớp tắt liên tục để thực thi mệnh lệnh).

Theo nghiên cứu của Intel, Core 2 Duo mang lại hiệu suất hoạt động cao hơn 40% và hiệu quả tiết kiệm điện năng cao hơn 40% so với thế hệ bộ vi xử lý Pentium D trước đó. Khả năng tản nhiệt cũng cao hơn nhờ vào công nghệ 65nm; đồng nghĩa với khả năng giảm giá của Intel vì từ 1 đĩa bán dẫn (wafer) được sản xuất ra, Intel có thể cắt thành nhiều bộ xử lý hơn so với các công nghệ Na- nô trước đây.

Intel đã mang tới cho người dùng máy tính hiện đại một phương thức làm việc hoàn toàn mới, nâng cao hiệu suất, tiết kiệm điện năng, kết nối mọi người ở bất cứ nơi đâu trên trái đất này.

Tại Việt Nam, Intel đã quyết định đầu tư xây dựng Nhà máy Lắp ráp và Kiểm định chip bán dẫn (Assembly and Test Manufacturing- ATM) tại Khu Công nghệ Cao TPHCM, với tổng vốn 1 tỷ USD. Vậy là cát Việt Nam đã có thể “lột xác” thành các “nàng tiên tốc độ” Core 2 Duo nói riêng và các chip tương lai của Intel nói chung.

Quân Bình

Các tin, bài viết khác