虽然CPU的工作方式看起来很神奇，但这是数十年来巧妙工程的结果。当任何芯片的组成部分晶体管缩小到微观尺度时，它们的生产方式变得越来越复杂。

光刻

晶体管现在是如此的小以至于**商不能用普通的方法**它们。虽然精密车床甚至3D打印机都能**出令人难以置信的复杂产品，但它们的最高精度通常为微米级（约为1/3英寸），不适合当今芯片**的纳米级。

光刻解决了这个问题，消除了需要移动复杂的机械周围非常精确。取而代之的是，它利用光线将图像蚀刻到芯片上，就像你在教室里看到的老式投影仪一样，但反过来，将模板缩小到所需的精度。

这张图像被投射到一个硅片上，硅片在受控实验室中被加工成非常高的精度，因为硅片上的任何一点灰尘都可能意味着损失数千美元。晶圆上涂有一种叫做光刻胶的材料，光刻胶对光产生反应，然后被冲走，留下一个CPU的蚀刻，可以用铜填充或掺杂形成晶体管。这个过程会重复很多次，就像3D打印机会堆积塑料层一样，堆积CPU。

纳米级光刻技术的若干问题

如果晶体管不起作用，你能不能把它们变小也没关系，纳米技术在物理上遇到了很多问题。晶体管应该在关闭的时候阻止电流的流动，但是它们变得非常小以至于电子可以直接通过它们。这被称为量子隧穿，对硅工程师来说是一个巨大的问题。

缺陷是另一个问题。即使是光刻也有其精度上限。它类似于投影仪上模糊的图像；放大或缩小时就不那么清晰了。目前，铸造厂正试图通过在真空室中使用“极端”紫外线来减轻这种影响，这种紫外线的波长远高于人类所能感知到的波长。但随着规模变小，问题将继续存在。

缺陷有时可以通过一个称为binning的过程来缓解，如果缺陷碰到CPU内核，该内核被禁用，并且芯片作为低端部件销售。事实上，大多数CPU系列都是使用相同的蓝图**的，但是核心被禁用，并且以较低的价格销售。如果缺陷击中了高速缓存或另一个重要组件，则该芯片可能不得不被抛出，从而导致更低的成品率和更昂贵的价格。较新的工艺节点，如7nm和10nm，将有更高的缺陷率，因此将更昂贵。

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把它包装起来

包装CPU供消费者使用不仅仅是把它和一些聚苯乙烯泡沫塑料放在一个盒子里。当一个CPU完成时，除非它能连接到系统的其余部分，否则它仍然是无用的。“封装”过程指的是将精密的硅芯片连接到大多数人认为是“CPU”的PCB上的方法

这个过程需要很高的精度，但没有前面的步骤那么高。CPU芯片安装在一块硅板上，所有与主板接触的引脚都有电气连接。现代的CPU可以有数千个引脚，高端的AMD Threadripper有4094个引脚。

由于CPU产生大量的热量，也应该受到保护，从前面，一个“综合热撒布器”是安装在顶部。这使得与模具接触并将热量传递到安装在顶部的冷却器。对于一些狂热者来说，用于建立这种连接的热糊还不够好，这导致人们将他们的处理器降级以应用更高级的解决方案。

一旦把它们放在一起，它就可以被包装成真正的盒子，准备上架，并被放入你未来的电脑中。由于**业如此复杂，难怪大多数CPU只有几百美元。

如果你想了解更多关于CPU如何**的技术信息，请查看Wikichip对光刻工艺和微体系结构的解释。