Veja como são produzidos os processadores

OS ATOMOS DOS COMPUTADORES:

Você já deve conhecer o átomo. A menor partícula da matéria. Os processadores também possuem átomos, porém na construção dos processadores os cientistas não conseguem manipular elementos tão ínfimos. Sendo assim, o que consideramos como átomos são os transistores, pequenos componentes presentes em quaisquer aparelhos eletrônicos.

Basicamente, os transistores são os únicos componentes inteligentes na eletrônica (considerando apenas os de funções básicas). A diferença entre eles e os resistores, capacitores e indutores, está na tarefa executada. Enquanto os demais itens manipulam a energia elétrica de forma simples, os transistores aproveitam-na para funcionar como interruptores e amplificadores.

Apesar da complexidade do parágrafo acima, o importante é saber que quando em conjunto, muitos transistores podem realizar complexas. E é justamente por isso que eles existem em abundância nos processadores. Como você percebeu em nosso infográfico, os primeiros processadores já contavam com milhares de transistores. Os mais evoluídos passaram para os milhões. E os atuais chegam a bilhões.

E como cabe tudo isso dentro de um espaço tão pequeno? Bom, imagine o seguinte: se em uma caixa de fósforos podemos colocar 20 palitos grandes, na mesma caixa poderíamos colocar o dobro de palitos com a metade do tamanho. Assim acontece com os transistores, para colocar mais deles em um mesmo espaço, as fabricantes reduzem o tamanho. Aliás, reduzem muito!

A diminuição de tamanho é tão grande que nem sequer podemos ver a olho nu um transistor. Eles alcançam a casa das dezenas de nanômetro, ou seja, muito mais fino que um fio de cabelo. No entanto, não é só pelo tamanho que consideram os transistores como átomos dos processadores, mas principalmente pela função realizada. Assim como os átomos são fundamentais para quaisquer seres vivos, os transistores são essenciais para o funcionamento das CPUs.

Outro aspecto importante a comentar está relacionado ao formato. Enquanto um transistor comum, em geral, tem formato quadrado e três “pernas”, os transistores construídos com nanotecnologia perdem esta característica, parecendo-se muito mais com partículas. Bom, agora que já falamos dos transistores, vale assistir a um vídeo da AMD:

Começa a fabricação: da areia para o chip

Você já reparou na quantidade de areia que existe em uma praia? Então, ela não serve apenas para fazer castelinhos, pois também tem utilidade na fabricação dos processadores. É isso mesmo: a areia é o fundamento de uma CPU e, evidentemente, após muitas transformações ela passa a ser um elemento inteligente no seu computador.

A areia tem em sua constituição 25% de silício, que por sinal é o segundo elemento mais abundante em nosso planeta. E aí é que está o segredo dos processadores. A areia, propriamente dita, não serve para a construção, no entanto o silício é um cristal excelente.

Wafers: o processador começa a tomar forma

Um lingote costuma pesar em média 100 kg, no entanto este cilindro não tem utilidade com o tamanho avantajado. Sendo assim, é preciso cortar o lingote em fatias, de modo que se obtenham pequenos discos de espessura reduzida (algo em torno de 1 mm).  

Entrando nas “salas limpas”

Antes de dar continuidade ao nosso processo de construção, precisamos nos localizar. Tendo os wafers prontos, as fabricantes não podem deixar que nenhuma partícula de poeira chegue perto deles. Para isto é preciso ter um ambiente com higienização perfeita. Conhecidos como “salas limpas”, os laboratórios para fabricação de processadores são até 10 mil vezes mais limpos do que uma sala de cirurgia.

Inserindo o desenho no wafer

Agora que os discos de silício estão em um ambiente apropriado, é necessário aplicar o processo foto-litográfico. Este processo é que vai determinar o “desenho” principal do processador. Para a realização deste passo, as fabricantes aplicam um material foto-resistente ao wafer (o material varia conforme a empresa, a AMD demonstra com um material de cor vermelha, a Intel com um de cor azul).

Pronto para fabricar o seu?

Basicamente o processo de fabricação consiste nos passos apresentados neste artigo. É claro que não abordamos a inserção da memória cache, a fabricação dos transistores e adição de diversos componentes que vão nas CPUs.

Todavia, as próprias fabricantes não revelam muito sobre este assunto, justamente porque não veem necessidade de que os consumidores obtenham tais informações – além de que isto pode ajudar a cópia de métodos por parte das concorrentes.

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Eles estão presentes em todos os desktops, notebooks, netbooks e muitos eletrônicos que já estão aderindo à inteligência avançada para processamento de dados. Sim, estamos falando dos processadores, os responsáveis pela mágica que move o mundo de diversas formas.

Apesar de conhecermos um pouco sobre eles, o máximo que temos noção diz respeito à velocidade, ao modelo comercial, socket e detalhes que realmente são de alguma forma úteis no cotidiano. No entanto, como será que as fabricantes desenvolvem tais componentes? De onde vem o material utilizado para a construção de uma CPU? Quantas pequenas peças tem um processador?

Estas e outras perguntas serão respondidas neste artigo, que visa mostrar a alta complexidade da fabricação dos processadores, através da simplicidade das imagens, vídeos e respostas rápidas que preparamos para você. No entanto, antes de entrar nesses méritos, vale uma retrospectiva e uma observação especial nas curiosidades destes cérebros digitais.