都说 cpu 和 航空发动机是人类工业皇冠上的明珠,航空发动机对一般人来说太遥远,但想看看 CPU 却不需要多大成本。

在闲鱼上,这样的一颗明珠真的不比白菜贵多少。

从几块到几千块,CPU 的制造工艺、材料等基本没有差别,同一代 CPU ,比如 Intel 10 代 i3、i5i7 的甚至生产成本都一样。那是什么决定了不同 CPU 的性能和价差呢?为什么厂商不全部生产高端 CPU 呢?

都知道 CPU 是用硅做的,但硅又从哪里来?其实就是随处可见的沙子。

并不是所有沙子都能做 CPU

沙子中含有大量的二氧化硅,制作 CPU 使用的硅基本就是从纯净的沙子中提取而来。

将沙子融化,提炼出高纯度的硅(单晶硅),然后将它做成圆柱体,这就是硅锭;

利用离心力得到的圆柱

将硅锭像黄瓜一样切成一片一片,就是晶圆,CPU 就是在这上面「刻画」。

另外,上面的步骤大多数芯片制造商自己都不做,它们直接采购晶圆,然后加工。

具体的「刻画」步骤就很繁琐且专业了,这里就不啰嗦了。总之,经过一系列精细的工序后,晶圆上已经是排列整齐的 CPU 核心了:「Die」。

刚出炉的 Die,像巧克力

接下来要将每一块核心切分开,然后将核心装入 CPU 「外壳」中,这步叫做「封装」,至此,一枚 CPU 就做好了。

还有衬底基片、内核、散热片等也一并封装。上面的步骤,是所有 CPU 都会经历的流程,所有工艺、材料都是一模一样的。

但 CPU 封装后并不代表它就能用了,接下来还要经历严格的测试环节,也正是在测试环节,才分出了CPU 的「三六九等」。

测试环节简单来说就是通电,让 CPU 跑起来。电压、频率、散热等等都是影响 CPU 性能的参数。一些次品 CPU 会直接在这个环节报废。

CPU的成本都一样?那么为什么不全部生产 i7 呢?

正在经历人生最大考验的 CPU而活下来的 CPU 性能也不尽相同,CPU 是非常精密的产品,工艺精度大,随机性也大。同一块晶圆上,甚至相邻的两颗 「Die」,性能都可能天差地别。比如制造时的计划是一批 4 核,3.9GHz 的 i7 CPU,但因为良品率的问题,其中一些有2个核心不能正常工作,频率也只能到 3.40 GHz,厂商会锁定故障的核心,成为一枚双核 CPU,让这枚「半残」的 CPU 也能实现 U 生价值,而这枚 CPU 最终将被贴上 i3 的标签。造 CPU 就像造人,材料、时间、前戏都是一模一样,但却无法控制最终的成品是什么样。

避免损失也好,顺应市场需求也罢,不同「品相」的 CPU 被分别包装成不同的性能等级,也就成了我们见到的 i3、i5、i7,当然 CPU 性能远不止这几个分支,在同一性能等级下还有很多分支,比如 10 代 i7 还分为很多版本。

CPU的成本都一样?那么为什么不全部生产 i7 呢?

CPU 制造商也不是完全听天由命,造出来是什么就卖什么。他们非常关注市场需求,当年 AMD 发现 3 核 CPU 非常受市场青睐,于是将原本完好的 4 核 CPU,锁了一个核心当 3 核卖。