因為市場和政策原因造成的為部分市場或者國家單獨關(guān)閉或者打開某種功能，以及單獨的SKU，不在本文討論范圍內(nèi)。本文僅限于作者理解的技術(shù)原因和背后的知識。

CPU生產(chǎn)和制造似乎很神秘，技術(shù)含量很高。許多對電腦知識略知一二的朋友大多會知道CPU里面最重要的東西就是晶體管了，提高CPU的速度，最重要的一點說白了提高主頻并塞入更多的晶體管。由于CPU實在太小，太精密，里面組成了數(shù)目相當多的晶體管，所以人手是絕對不可能完成的，只能夠通過光刻工藝來進行加工的。這就是為什么一塊CPU里面為什么可以數(shù)量如此之多的晶體管。

整個過程十分復(fù)雜和繁瑣，所幸Intel很早就公布了一段有趣的視頻，生動的展示了整個過程，我找到優(yōu)酷的鏈接，大家可以看一下：//v.youku.com/v_show/id_XNDIzOTg4NzY4.html?from=s1.8-1-1.2

整個過程充滿科技感。下面我們來揭秘為什么i7,i5和部分i3是一個娘胎里長出來的。為了讓讀者知道我在說什么，我們先來回顧一下整個CPU制造過程。我們從中可以看到，同一品類i7,i5和部分i3出自同一個wafer線，他們最終分叉在封測階段后期。

CPU制造過程

1. 沙子

如果問及CPU的原料是什么，大家都會輕而易舉的給出答案—是硅。這是不假，但硅又來自哪里呢？其實就是那些最不起眼的沙子。不過不是隨便抓一把沙子就可以做原料的，一定要精挑細選，從中提取出最最純凈的硅原料才行。

2. 融化提純

將原料進行高溫溶化。整塊硅原料必須高度純凈，即單晶硅。然后從高溫容器中采用旋轉(zhuǎn)拉伸的方式將硅原料取出，此時一個圓柱體的硅錠就產(chǎn)生了：

在切片后得到元晶圓：

注意這里硅錠尺寸不一，常見的有200mm,300mm直到450mm。在保留硅錠的各種特性不變的情況下增加橫截面的面積是具有相當?shù)碾y度的。我們會在后續(xù)文章介紹橫截面的大小對于成本的影響。

3. 光刻膠(Photo Resist)，溶解光刻膠、蝕刻、離子注入、電鍍、銅層生長

這些步驟有很多文章介紹，我就不羅嗦了。這些都做完我們就得到了成品晶圓Wafer，接下來是我們介紹的重點。

4. Wafer測試

用探針基于電氣特性的測試。

5. 切片

用精確控制的切片機將一個個小格切開：

終于得到了CPU的核心：Die

6. 封裝（Packaging）

到這里所有的步驟都一樣的，白牌CPU生產(chǎn)出來了：

值得注意的是這些白牌CPU都是經(jīng)過基礎(chǔ)測試并工作正常的，但這并不代表它們是合格的產(chǎn)品，i7,i5和部分i3的分野也在其后發(fā)生。

7. binning

通過測試設(shè)備，就是這個小白盒：

是騾子是馬該拉出來遛遛了。這個步驟是封測的最后一步，它通過測量電壓、頻率、散熱、性能、cache等等來為該CPU分類。最差當然是廢品，其次有很多個SKU，遠遠不止i3、i5和i7這么粗枝大葉。例如i5還分有很多不同的細類，大家可以看intel的CPU，i5也有很多種，對應(yīng)不同的市場segment。

接下來分揀：

然后就可以上市了！

需要binning的原因

需要指出的是Intel這么做并不是什么市場策略，而是生產(chǎn)工藝使然。Wafer在2）和3）步驟中會有不少缺陷產(chǎn)生，看下面這個圖：

大圓就是晶圓，小方格就是CPU的Die。我們可以看到其中的缺陷就像撒芝麻粒，斑斑點點，而且越靠近邊角越可能出現(xiàn)，很多小格都有（量產(chǎn)后不會有這么多）。良品率高，品質(zhì)控制的好，芝麻粒就少。

缺陷并不可怕，只要有手段控制就行了。CPU內(nèi)置了很多gate，封測時發(fā)現(xiàn)問題就封閉出現(xiàn)錯誤的部件，core錯誤就關(guān)閉core,cache錯誤就關(guān)部分cache，溫度上升快了就出錯就鎖到低頻，等等。所以才有了i5,i7和其中的細小sku。

接著我們來舉個例子，下面是第4代酷睿（Haswell）的die:

我們可以看到它主要分為幾個部分：GPU、4個內(nèi)核、System Agent(uncore,類似北橋)、cache和內(nèi)存控制器和其他小部件。譬如我們發(fā)現(xiàn)core 3和4有問題，我們可以直接關(guān)閉3和4。如圖：

這樣就得到了雙core的die，接下來可能會測試速度，TDP等等。經(jīng)過重重測試和篩選，binning就完成了。

結(jié)論

同代同一大類(僅面向同一個segment)i7,i5,部分i3出自一個Wafer（晶圓）產(chǎn)線，它們的成本是一樣的。不全部生產(chǎn)i7并不是Intel故意搞陰謀，而是生產(chǎn)工藝使然。現(xiàn)在的做法實際上是雙贏的方案：消費者和生產(chǎn)者都獲益。消費者省錢了，生產(chǎn)者也減少了浪費。如果都生產(chǎn)i7，估計價格高到天上去了，良品率也會嚴重降低。

因為市場和政策原因造成的為部分市場或者國家單獨關(guān)閉或者打開某種功能，以及單獨的SKU，不在本文討論范圍內(nèi)。本文討論僅限于技術(shù)原因和背后的知識。

其他

最后對一些常見誤解做一下澄清：

1. i7并不是Xeon共用一個wafer。只能說Xeon E5/E7的內(nèi)核部分和core系列設(shè)計幾乎一樣，但核外部分（uncore）卻大不相同，不可能用一個晶圓。所以i7/i5/i3也不是Xeon封掉部分功能得到。同理Atom系列也不是core系列的閹割版。E3例外。
2. 即使都是i7也不一定是一個wafer，die大小可能不同。面向不同的segment的die的內(nèi)部是不同的，例如包不包括iris顯卡等等，這不是binning能夠解決的問題。
3. i3部分是i5的縮水版，部分i3（主要部分）是奔騰、賽揚的精選版。關(guān)鍵在于QDF#標明其出身。
4. 奔騰和賽揚不一定是i3的瘦身版，部分奔騰和賽揚是ATOM產(chǎn)品線的高端版。
5. E7和E5設(shè)計不同，die大小不同，不適用本條。但E5和E7本身的Sku在此類這種方法實際上降低了CPU的整體價格，而不是使大家吃虧。
6. 不僅僅Intel這樣，AMD也這樣做。不僅僅CPU這樣做，GPU也這樣。這是芯片廠商的普遍做法。
7. CPU核心技術(shù)在設(shè)計和生產(chǎn)的2和3階段，封測階段雖有技術(shù)含量，但不是核心，國內(nèi)就有封測廠。
8. 買了i3別覺得質(zhì)量差。在保修期內(nèi)質(zhì)量是可以保證的，我還沒見過被用壞的CPU呢。CPU往往是過時淘汰掉的。
9. 如果從單位金額的產(chǎn)出來看反而是i3最劃算，i5適中，i7對運算密集型的用戶才比較適合。

總的來說看是不是兄弟開蓋一看die的大小就知道了。但開蓋就不會保修了，而且大部分有焊錫，小心開蓋有'獎'，切忌模仿！切忌模仿！切忌模仿！

想到什么再補充。

這是一系列文章的第一篇，之后會介紹芯片生產(chǎn)的方方面面，例如Wafer的大小對成本的影響；為什么CPU不能做的很大；CPU良品率和Die大小的關(guān)系等等。