超频三纵横

CPU为什么不做成圆的而是方的？

答：我们知道，晶圆是圆的，但是晶圆做成的芯片却是方的，这主要是考虑到芯片制造时对晶圆的利用率，以及切割的方便，另外芯片做成方形，也更方便布线。

芯片的基本材料是单晶硅，首先把单晶硅做成晶圆，然后用光刻和蚀刻等等技术把晶圆进行精密加工，再切割为成百上千块的芯片。

无论是电脑还是手机当中，芯片大多做成正方形，之所以做成方的而不是圆的，主要是考虑这么几个方面：

1、圆形芯片在切割晶圆时，对边角料的浪费很大，做成矩形（矩形包括了正方形），能使得边角料的浪费最少。

2、芯片本是拥有极高精度的产品，在进行晶圆切割时，直线切割最为方便，弧线切割对切割工具的要求很高，而且单晶硅的晶核本身就具有方向性，弧线切割容易把芯片边缘切坏。

3、矩形的芯片在布线和安装时更方便定位，如果做成圆形，由于圆具有任意角度的旋转对称性，在布线和安装时哪怕出现一个微小的角度偏差，都有可能导致错误。

4、电子产品具有很高的集成度，圆形芯片不利于整体电路板的布局。

当然，除了正方形外，正三角形和正六边形也能做到切割时始终是直线，而且不浪费边角料，但是芯片的研究、设计和制造，是经过几十年的技术迭代发展而来，最终选择了正方形的设计。

硅的熔点为1410℃，芯片用的单晶硅对纯度的要求极高，99.9999%纯度的硅可以用作太阳能光伏板，还远远不够芯片级别的要求，芯片对单晶硅的纯度要求至少是99.999999%，国内虽然有公司能够生产芯片级别的单晶硅，但产量还不能满足国内需求，很大一部分还需要进口。

高纯度的单晶硅使用切克劳斯基法（直拉法）进行制造，该方法使用石英坩埚把多晶硅融化，然后把温度保持在1500℃左右，然后用一个子晶放在坩埚中匀速旋转，同时坩埚反向旋转，并向上缓慢提起子晶，于是熔融状态的硅就会沿着子晶生长，最后形成一个圆柱形的硅锭，这个硅锭就是单晶硅，直径可达30厘米，长度可达1米。

从每年各大科技公司发布的新款CPU来看，其外形都是方形而不是圆形，而且方形的CPU也能够集成更多半导体工作单元。

为什么现在的处理器不是圆形外观？之所以没有没有做成圆形，除了我们以往对CPU了解甚少，还与它的核心部件、以及研发厂家的实际需求有密切联系，下面我们一起来对它进行详细的探讨。

在以往CPU研发公司发布的新款产品中，我们很多人用肉眼看到的只是CPU芯片外面的壳体，而真正的CPU本体却被封印在壳体里面，很多人很少动手去拆解查看CPU的本体结构。

CPU的本体芯片其实就是从“晶圆”上进行分割然后加工而成的，而“晶圆”又是从含有大量“硅元素”的【单晶圆形硅棒】中进行切片分割并获取。

单晶圆形硅棒的形成，需要从沙子中提取硅元素，这也就间接证明合格的CPU本体芯片原材料离不开沙子，因为现在很多CPU的本体芯片都是硅基芯片。

我们从上面的CPU形成可以知道：CPU本体芯片最初始原材料需要从一张圆形的“硅基晶圆”中进行小块分割才能获取。

而这个分割的技巧，会很大程度上影响芯片代工生产厂商生产的数量。因此，芯片生产厂家在分割一大张的晶圆时会考虑如何减少晶圆大面积的材料损失。

为什么在切割“硅基晶圆”的时候，选择了方形而不是圆形？

首先，在硅基晶圆上***用方形切割，主要是考虑切割的设备和工艺在操作效率上要远远高于圆形切割方式，便于量产。

其次，要想在加工生产时让硅基晶圆节省更多的材料，必须在切割的单位面积上做好精确计算才行。***设在晶圆上切割一块宽度都为1厘米的芯片原材料，我们会在实际切割过程中会发现：在一大张的硅基晶圆中进行切割时，小块的圆形与小块的圆形平面之间会有过多的原材料浪费，而切割为方形则不会很大程度上出现“边角余料”。