CPU是人类智慧的杰作，作为半导体中使用得最多的硅元素来源于沙子，所以CPU的制作可以看作是一粒沙子的进化过程。目前主要是用离子注入法来完成杂质扩散，也是超大规模集成电路中不可缺少的工艺。CPU只是一个复杂的工具，可以将简单的输入变成简单的输出。
CPU的工作原理是什么？
这是一个需要很多个的硬件知识点才能在合理水平上理解的问题。画一个黑匣子，假设是CPU。在高层次上，这个盒子只做两件事：它消耗投入。它产生输出。现在可以告诉这个盒子，“加1和2”。你给了它三个输入：指令：“添加”第一个操作数：“1”第二个操作数：“2”这个盒子会产生一个输出（在这种情况下，大概是3）。如果你没有工程学位，或者你没有参加课程，这个框的组成可能超出了这个答案的范围。
为了使其达到更高的水平，该盒子由门组成，可以允许电流流过，或者防止电流基于施加于其上的另一电压而流动。如果你想看到这些如何用来表达逻辑的例子，使用网上搜索“NMOS”，“PMOS”，“CMOS”，“CMOS图”，“XOR门结构”等必要的理论点。然而，更重要一点，如果有足够的晶体管，可能会出现某些更复杂的结构和指令。
例如，在可能存在于笔记本电脑内部的x86_64处理器中，那么就应该要说“将内存地址0x897E82和内存地址0x897EFA中的内容添加到内存中，而不是说”Add 1 and 2“导致内存地址为0x89B78C“。那么在这里，给了它四个输入：指令：“添加”第一个操作数：“内存地址0x897E82中的项目”第二个操作数：“内存地址0x897EFA中的项目”结果如何处理：“将结果存储在内存地址0x89B78C中”与大多数人想到计算机可视化的一般运动和总体画面（虽然它们在硬件方面仍然非常复杂）相比，这些说明仍然非常简陋。
例如，如果我发送一条指令在某个内存地址上存储某个值（可能为0xFFFFFF），并且该内存地址对应某个显示输出，那么我可能会无意中将屏幕上的某个像素变为白色或者其它颜色。CPU只是一个复杂的工具，可以将简单的输入变成简单的输出。但是，如果这些指令中有几条并行发生，并且每秒发生数十亿条指令，那么所有这些小的变化累积地形成了我们注意到并与之交互的宏观效果（以及许多您不知道的变化，正如我们使用电脑看视频，打游戏）。
CPU是怎么制作的，制作CPU是干什么？
CPU是人类智慧的杰作，作为半导体中使用得最多的硅元素来源于沙子，所以CPU的制作可以看作是一粒沙子的进化过程。将沙子制作成硅圆片沙子的主要成分为二氧化硅，不过CPU中使用的硅纯度要求达到99.999999999%，所以先要将二氧化硅还原成纯度为98%的冶金级单质硅，然后再提纯出99.99%的多晶硅，但这还不算完，为了让它更适合制作CPU，还要经过不断提纯、形成固定一致形态的单晶硅。
接下来是要制作出单晶硅锭，它长下面那个样子：完成的单晶硅锭直径约300mm，重约100kg。再将制作好的单晶硅锭切掉头尾，并修整其直径到标准值，然后将硅锭切割成均匀的晶圆：为了让切割后的晶圆表面光滑，还需要仔细研磨，然后抛光和加热处理，总之让它的表面成为无缺陷，这样闪亮发光的硅圆片就制作出来了。前工程：制作带有电路的芯片完好的硅圆片可以投入到生产线上了，进入到涂抹光刻胶环节。
这是集成电路制造工艺中的一项关键环节。需要将光刻胶滴在硅晶圆片上，均匀涂抹形成光刻胶薄膜，在温度下固化为光刻胶薄膜。接下来将涂好光刻胶的晶圆放入曝光机中进行掩模图形的“复制”，掩模中有设计好的电路图案，通过紫外线曝光在光刻胶层上形成相应的电路图案。曝光后的晶圆还要进行显影处理，通过喷射强碱性显影液光刻胶会溶解于显影液中，没有被照射到的光刻胶图案会保留下来，这就上是显影，随后会冲洗、热处理等以蒸发水水分和固化胶。
通过蚀刻药剂溶解掉暴露出来的晶圆部分，被光刻胶保护的部分再保留下来。再通过氧等离子体对光刻胶进行灰化处理，清除光刻胶。这样就完成了第一层设计好的电路图案。对于3D FinFET设计的晶体管，还需要重复前面的几个步骤，以获得3D晶体管。然后在特定的区域，导入特定杂质，杂质扩散能控制导电类型（P结、N结）之外，还能控制杂质浓度以及分布。
目前主要是用离子注入法来完成杂质扩散，也是超大规模集成电路中不可缺少的工艺。这时可以清除掉残留下来的光刻胶掩模，经过离子注入单晶硅内部小部分硅原子已经被替换成“杂质”元素，就能产生可自由电子或空穴。至此，基本完成晶体管雏形，接下来需要在在硅晶圆表面全面地沉积氧化硅膜，形成绝缘层，并且需要在层间绝缘膜上开孔，这样能引出导体电极。
接下来需要在晶圆表面上沉积铜层，形成场效应管的源极、漏极、栅极，再在晶圆表面沉积一层绝缘层以能保护晶体管。经过这些复杂的过程，晶体管算是制作完成，后面需要做的就是把这些晶体管连接起来，通过覆盖铜层、光刻掩模、蚀刻开孔等操作来实现，期间还要利用大马士革法新的布线方式完成多层Cu立体化布线。到了这一步，芯片电路基本完成，这中间需要几百道不同精累化工艺加工，任何错误都会导致晶圆报废。
