まえがき
約3〜4年前、運命は私にAsus G2Sラップトップを手に入れるように命じました。 私の幸福は、特におもちゃやビデオチップでアクティブに動作する「強力な」アプリケーションを起動するとき、特に理由なく画面にアーティファクトが表示され始めた昨年の冬まで続きました。 その結果、問題はそこにあることが判明しました。 ほぼすべてのG2ゲームラインのNvidiaは、欠陥のあるビデオチップ（水晶自体と基板間の剥離接触）を供給しましたが、これは数年の集中的な作業の後にのみ検出されました。 ソリューションは明確でした-ビデオチップを交換します。 しかし、古いものをどうするか！ この質問への答えは非常に速く来ました...
大量のトラフィックがカットされている
実際、私は「趣味」としてモスクワ州立大学（コルモゴロフ校）のSSCで講義を行っており、フラッシュドライブやプロセッサなどがどのように、どこで、どのような条件で作られるかを説明するマイクロおよびナノエレクトロニクスの資料を準備するように長い間求められてきました。 。 そして、ここではそのような貴重なサンプルが消えるので、文字通り1日後に古いビデオチップがミクロトームのダイヤモンドサークルの下に横たわりました。
昔ながらの頑丈なAccutom-2。 善良な企業では、このデバイスの通常の写真さえも見つかりませんでした。
彼は、チップ自体を切断するプロセスのビデオを撮影していなかったと愚かに振る舞ったに違いありませんが、私は何ができますか？ 3つのパーツを手にしたとき、失望に限界はありませんでした。 カットはかなり粗いことが判明しましたが（ミクロトームが均一にカットして滑らかな表面を残すことができると予想していましたが）、チップの端面を長時間硬く研磨し、研磨する必要があり、それを電子顕微鏡で調べました。
研磨の利点について
ちなみに、研磨の利点は肉眼で見ることができ、より正確には装備されていますが、光学顕微鏡でのみ確認できます。
左の写真は研磨前、右の写真。 写真の一番上の行は50倍、一番下の行は100倍です。
研磨後（右側の写真）、個々のチップ構造を接続する銅の接点が50倍の倍率ですでに見えています。 研磨する前に、もちろん、彼らはまた、切断後に形成されたほこりやパン粉に目を通しますが、個々の接触を見つけることはほとんどありません。
電子顕微鏡
光学は100-200倍の倍率を提供しますが、これは電子顕微鏡が生成できる100,000または1,000,000倍の倍率とは比較されません（理論的にはTEMの場合、分解能は10分の1から100分の1オングストロームですが、現実によっては人生、そのような許可は達成されていません）。 さらに、チップは90 nmの製造プロセスに従って製造されており、光学系を使用して集積回路の個々の要素を見るのは非常に問題です。 しかし、特定の種類の検出（ SE2-二次電子）と組み合わされた電子により、材料の化学組成の違いを視覚化できるため、患者の非常にシリコンの中心を調べることができます。
回路基板
それでは始めましょう。 最初に目にするのは、シリコンクリスタル自体が実装されているプリント基板です。 BGAはんだ付けを使用してラップトップのマザーボードに取り付けられます。 小学生向けの講義の開発中に、HabréでIntelの非常に詳細な出版物を使用しましたが、最近、シリコンエレクトロニクスのDiscoveryチャンネルからビデオクリップをいくつか見つけました。 たとえば、このビデオでは、シリコンチップを基板に実装する方法と、これらの小さな（直径約0.5 mm）スズボールをプリント回路基板に整然と配置する方法を示しています。 中国人は、勤勉さと熱意をもって、それとはまったく関係ありません。
BGAはんだ付け。
BGAはんだ付け。
クリスタル自体は何らかのBGAにインストールされます。「ミニ」-BGAと呼びましょう。 これらは、小さなシリコン片を大きな多層プリント回路基板に接続するのと同じスズボールであり、サイズだけがはるかに小さくなっています。
BGAとミニBGAはんだ付けの比較。
BGAとミニBGAはんだ付けの比較。
ちなみに、チップとプリント回路基板の間には多くの「ボール」があり、これらは明らかにこれらの要素間の空きスペースの一種であり、チップ自体からPCBへの熱除去に貢献している可能性があります。
多くの球状粒子がチップとプリント回路基板の間のスペースを埋めます。 ビデオチップ自体に既にコンタクトを探しているのを見ますか？！
次は、プリント回路基板自体の写真です。 8層であることが判明し、すべての層が何らかの形で相互接続されています。 さらに、ボードの材料は「波状」です。これは、光学写真と電子顕微鏡を使用して取得した画像の両方で顕著です。 誰が理由を知っていますか？！
ストラッピング要素
ミクロトームにより、ストラップ要素の1つを優しく切断することができました。ストラップ要素は、明らかにSMD抵抗またはコンデンサのいずれかです。 しかし、率直に言って、私はストライプ構造ではなく、何かを見ることを期待していました（つまり、この要素はコントラストの違いから明らかなように、いくつかの材料の層に組み立てられています）。知識のある人がいるなら、あなたのコメントはそれを理解するのに役立ちます。
ビデオチップストラップ要素の光学写真。
ビデオチップストラップ要素の光学写真。
ビデオチップストラップ要素の光学写真。
ビデオチップ結合要素のSEM写真。
ビデオチップ結合要素のSEM写真。
NVidia 8600GTクリスタルセルフ
そのため、NVidia 8600 GTチップのすべての要素と同様に、最も重要なものを除いて、石自体のデバイス、またはその上にある非常に薄い層を見ました。 クォーツサンドがどのように高純度の単結晶シリコンに変化するかは、Intelブログまたは次のビデオから、またディスカバリーチャネルから調べることができます。
銅と半導体の接点を介して電子を駆動するために、シリコンウェーハは多くの処理段階を経て、私はすべてを取り壊し、不良チップを切り裂きました。 しかし、私は長い間苦しむことはありません...それが私が長い間苦しんでいた理由であり、私が見たかったこと-90 nmプロセス技術を使用して作られた個々の要素：
現代のコンピューター技術の個別の要素。
対照的にほとんど目立たない違い-これらは、コンピューターで作業したり、コンピューターゲームをしたり、映画を観たり、音楽を聴いたりするのに役立つ非常にドレイン/ソースです。 私の計算によれば、構造のサイズは約114 nmであり、スケールと計算で〜10％が与えられ、リソグラフィの特徴もあるため、この図は主張されたプロセス技術と非常によく一致しています。
次に、ビデオチップの写真をさらにいくつか示します。
おわりに
ビデオチップ内で見たものの多くは、私を驚かせました。 結束要素は、一般に縞模様の傑作です。 そして、ナノテクノロジーオリンピアードのオープニングで、これを学童と喜んで共有しました。そのフルタイムツアーは、4月にモスクワで開催されました。 オープニングでは、準備された講義を読む機会がありました。
もちろん、Intelの出版物、インターネット上の善良な企業、美しい写真、アニメーションを使用して見つかった写真は、必要な情報と知識をすばやく入手できる素晴らしいものです。 ただし、チップを個人的に切断するときは、モニター画面から何時間も離れることなく研究し、プロセステクノロジが実際に90 nmであり、誰かが作成し、このデザインをすべて細部まで計算できることを確認し、その瞬間に喜びと誇りを感じますそのような完璧な製品を作成した人類。 それはすごいです！
PSこの資料が尊敬される人々の興味を引くものである場合は、続行できます。 すでに半製品の形で、今日の箱の中にはきちんと準備が整ったフラッシュドライブ、HDD、CDディスク、陶磁器キットの抵抗ディスプレイがあります。
PPSHabréで資料を準備する時間を作ったが 、 Pentium IIIに関する同様の記事が登場したので、継続することを検討します。
まず 、Habréで公開されている記事の完全なリスト：
Nvidia 8600M GTチップを開くと、より詳細な記事がここに表示されます。 モダンチップ-内部の外観
内面図：CDおよびHDD
内面図：LED電球
内部ビュー：ロシアのLED産業
内部ビュー：フラッシュとRAM
内観：私たちの周りの世界
内面図：LCDおよびE-Inkディスプレイ
内部ビュー：デジタルカメラアレイ
内部ビュー：プラスチックロジック
内部の外観：RFIDおよびその他のタグ
内部ビュー：EPFLの大学院。 パート1
内部ビュー：EPFLの大学院。 パート2
内部ビュー：私たちの周りの世界-2
内部ビュー：私たちの周りの世界-3
内部ビュー：私たちの周りの世界-4
内面図：13個のLEDランプと1本のラム酒。 パート1
内面図：13個のLEDランプと1本のラム酒。 パート2
内面図：13個のLEDランプと1本のラム酒。 パート3
内部の外観：IKEA LEDの逆襲
内部の外観：フィラメントランプはとても良いですか？
および3DNews：
Microview：最新のスマートフォンのディスプレイ比較
次に 、 HabraHabrブログに加えて、 Nanometer.ru 、 YouTube 、およびDirtyで記事とビデオを読んで表示できます。
第三に、親愛なる読者がこの記事を気に入った場合、または新しい記事を書くことを刺激したい場合は、次の格言に従って進めてください。
Yandex.Money 41001234893231
WebMoney（R296920395341またはZ333281944680）
時々、あなたは簡単に読むことができ、時には私の電報チャンネルの科学技術のニュースについてそれほどではありません-私たちはあなたに尋ねます;）