作為資深數(shù)碼硬件愛(ài)好者朋友，不管是英特爾，還是AMD的處理器，很多朋友可能對(duì)其參數(shù)和性能都如數(shù)家珍、甚至倒背如流。最?lèi)芤獾哪^(guò)于給處理器拆封的時(shí)刻，內(nèi)心都會(huì)有些興奮，往往會(huì)把處理器拿在手心里，認(rèn)真地欣賞把玩一番。

對(duì)于A(yíng)MD的處理器，外殼上通常有很多銘文，包括一些編號(hào)和序列號(hào)等，這些一般指的是具體的制造產(chǎn)地和批次，可以查詢(xún)到。

除此之外，外殼上還會(huì)有諸如“MADE IN XX”和“DIFFUSED IN XX”這樣的銘文，甚至同一款處理器上還可能有多條“DIFFUSED IN XX”銘文。

“MADE IN XX”這個(gè)銘文非常好理解，后面往往是一個(gè)國(guó)家或者地區(qū)的名字，中文意思是（在）XX地方制造。但是，另外一條銘文“DIFFUSED IN XX”就不太好理解了，在日常英語(yǔ)中，英文單詞“diffuse”是一個(gè)低頻詞，很多朋友都不知道這個(gè)英文單詞到底是什么意思。

當(dāng)然，肯定有很多朋友專(zhuān)門(mén)查詢(xún)過(guò)“diffuse”這個(gè)英文單詞，它的中文意思是“傳播、分散和擴(kuò)散”。對(duì)于大多數(shù)小白朋友來(lái)說(shuō)，知道這個(gè)單詞的中文意思和不知道基本沒(méi)有區(qū)別，仍然不知所云。甚至?xí)杏X(jué)更加困惑，因?yàn)楹茈y把“擴(kuò)散”和處理器聯(lián)系起來(lái)，不理解“擴(kuò)散”到底是什么意思。

這就是本文的主題和目的：淺顯地向普通數(shù)碼愛(ài)好者朋友介紹一下AMD處理器銘文中的“擴(kuò)散”一詞到底是什么意思，讓所有的朋友都能看懂理解。

——平心而論，從文章的寫(xiě)作結(jié)構(gòu)來(lái)看，以上“引言”篇幅稍微有點(diǎn)過(guò)長(zhǎng)，但是，之所以小編會(huì)寫(xiě)這么長(zhǎng)，除了作為文章的“引言”之外，還有另外一個(gè)重要的目的：

那就是回顧數(shù)碼硬件愛(ài)好者的心路歷程和成長(zhǎng)歷程，因?yàn)閷?zhuān)門(mén)查詢(xún)過(guò)“diffuse”這個(gè)英文單詞，感到困惑的朋友很多，有過(guò)這樣經(jīng)歷的朋友很多都曾經(jīng)有過(guò)。

怎樣才算理解了“擴(kuò)散”？

“擴(kuò)散”這個(gè)詞之所以不好理解，主要原因是因?yàn)檫@是一句不完整的表述，“擴(kuò)散”只是一個(gè)動(dòng)詞，相當(dāng)于是謂語(yǔ)，在一個(gè)完整的句子里應(yīng)該有主謂賓。

也就是說(shuō)，它的完整表述句子應(yīng)該是這樣：

把某某擴(kuò)散至某某，前一個(gè)某某是主語(yǔ)，“擴(kuò)散”一詞是動(dòng)詞謂語(yǔ)，后一個(gè)某某是賓語(yǔ)。這才是一個(gè)完整的表述，才便于理解，如果把主語(yǔ)和賓語(yǔ)省略，單獨(dú)把謂語(yǔ)“擴(kuò)散”挑出來(lái)，確實(shí)讓小白朋友丈二和尚摸不著頭腦。

因此，對(duì)于廣大普通數(shù)碼愛(ài)好者朋友來(lái)說(shuō)，只有理解“擴(kuò)散”到底是指把什么擴(kuò)散進(jìn)什么，以及這樣做的目的和作用是什么，只有搞懂了這兩個(gè)問(wèn)題才算真正地理解了什么是“擴(kuò)散”，這就是本文的主題。

“擴(kuò)散”一詞的完整表述

“擴(kuò)散”是芯片制造領(lǐng)域的一個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，指的是一種方法，其完整表述是：把雜質(zhì)材料（如磷或硼）摻雜至半導(dǎo)體材料（一般是指硅）中的過(guò)程。

請(qǐng)注意：上文中的“雜質(zhì)材料”和“半導(dǎo)體材料”并非專(zhuān)業(yè)用語(yǔ)，小編這樣說(shuō)只是為了便于大家理解。“雜質(zhì)材料”正式的稱(chēng)呼是“摻雜半導(dǎo)體”，通常是磷或者硼。“半導(dǎo)體材料”正式的稱(chēng)呼是“本征半導(dǎo)體”，它是指不含雜質(zhì)且無(wú)晶格缺陷的半導(dǎo)體材料，通常指的是硅。

“擴(kuò)散”的目的

“擴(kuò)散”的目的是通過(guò)把雜質(zhì)類(lèi)型（如磷或硼）擴(kuò)散至半導(dǎo)體材料中，人通達(dá)為控制引入的雜質(zhì)類(lèi)型（如磷或）和濃度，從而改變半導(dǎo)體材料的某些電學(xué)性質(zhì)。

以使半導(dǎo)體變成N型或P型半導(dǎo)體，或者形成具有特定電學(xué)性質(zhì)的區(qū)域，如PN結(jié)、電阻和歐姆接觸等，為后續(xù)芯片制造打下基礎(chǔ)，它是芯片制造過(guò)程中的一道重要的工序。

嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，“擴(kuò)散”只是手段，而不是目的，其真正的目的是將雜質(zhì)類(lèi)型（如磷或硼）“摻雜”至晶圓中，因此，“摻雜”才是最終的目的，請(qǐng)參閱下圖。

請(qǐng)注意：雖然“摻雜”這個(gè)詞看起來(lái)有點(diǎn)俗，并不高大上，但它也是芯片制造領(lǐng)域中的一個(gè)重要步驟和環(huán)節(jié)，“擴(kuò)散”只是實(shí)現(xiàn)摻雜這個(gè)目的的一種方法，還有一種方法叫離子注入。

大家可以簡(jiǎn)單的這樣理解：“摻雜”是芯片制造領(lǐng)域中的一個(gè)重要步驟，它目前有兩種主流的實(shí)現(xiàn)方式，一種是擴(kuò)散，另外一種是離子注入。

實(shí)現(xiàn)原理

那么，為什么在硅中擴(kuò)散、摻雜磷或硼，可以改變硅的電學(xué)性質(zhì)呢？

對(duì)于純凈的硅來(lái)說(shuō)，其導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間。當(dāng)向硅中擴(kuò)散硼原子時(shí)，硼原子最外層有3個(gè)電子，在硅的晶格中會(huì)產(chǎn)生空穴，從而使硅變?yōu)镻型半導(dǎo)體，空穴可以作為載流子參與導(dǎo)電，增強(qiáng)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力。

另外一方面，還可以通過(guò)精確地控制半導(dǎo)體中的雜質(zhì)濃度達(dá)到調(diào)整電阻率等電學(xué)參數(shù)，這對(duì)于制造具有特定電學(xué)性能的晶體管、二極管等半導(dǎo)體器件至關(guān)重要。

擴(kuò)散的具體實(shí)現(xiàn)方法

擴(kuò)散主要采用擴(kuò)散爐（參閱上圖）完成，它是指將硅片放入高溫爐中，爐內(nèi)有含有雜質(zhì)原子的氣體源（如三氯化硼用于擴(kuò)散硼雜質(zhì)）。在高溫環(huán)境下（通常在 800 - 1200℃左右），雜質(zhì)原子會(huì)從氣體中分解出來(lái)，然后擴(kuò)散進(jìn)入硅片的晶格結(jié)構(gòu)中。

離子注入的實(shí)現(xiàn)原理

離子注入和擴(kuò)散一樣，它也是實(shí)現(xiàn)摻雜的一種方法。

它的實(shí)現(xiàn)原理是在真空系統(tǒng)中，用經(jīng)過(guò)加速和聚焦的高能量離子束照射半導(dǎo)體晶片，使晶片表面的原子或分子發(fā)生注入和摻雜，離子注入的深度和濃度可以通過(guò)調(diào)整離子束的能量和劑量來(lái)精確控制，最終達(dá)到改變電學(xué)性質(zhì)的目的。

擴(kuò)散和離子注入的區(qū)別

擴(kuò)散和離子注入都是實(shí)現(xiàn)摻雜的一種方法，其最終目的殊途同歸，都是為了改變硅的某些電學(xué)性質(zhì)，相當(dāng)于是對(duì)原料再加工，以便進(jìn)入下一道芯片制造工序。

擴(kuò)散和離子注入的主要區(qū)別在于：前者的成本低，但精度差，摻雜的濃度很難精確控制，而離子注入的可控性更高，精度更高，但成本也更高，二者各有利弊。

擴(kuò)散工藝雖然落后，但是在短期內(nèi)，它并不會(huì)徹底被離子注入所取代，因?yàn)橹圃煨酒还馐羌夹g(shù)問(wèn)題，還要考慮成本問(wèn)題。對(duì)于某些要求不高的芯片，廠(chǎng)商還是會(huì)優(yōu)先采用擴(kuò)散，這樣可以節(jié)省制造成本。

總結(jié)

了解以上知識(shí)之后，大家對(duì)于A(yíng)MD處理器銘文中“DIFFUSED IN XX”這句銘文就好理解了，大家可以簡(jiǎn)單地這樣理解：

摻雜是芯片制造過(guò)程中的一個(gè)重要步驟，它的作用和目的是為了改變硅的某些電學(xué)性質(zhì)，而擴(kuò)散（和離子注入）是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的一種方法。

在現(xiàn)實(shí)中，“擴(kuò)散”也泛指某些芯片制造過(guò)程中的重要步驟和工序，也泛指芯片制造，因此，將“DIFFUSED IN XX”理解成“XX地制造”也基本沒(méi)錯(cuò)，說(shuō)得過(guò)去，但是關(guān)鍵在于大家要正常理解“DIFFUSED”一詞到底是指什么。

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