假設(shè)有一家芯片設(shè)計(jì)公司，像題主說的，將CPU不設(shè)計(jì)成方形而是圓形，結(jié)果會(huì)怎么樣呢？

這就等于在晶圓這個(gè)大圓里刻下（芯片是光刻成的）許多小圓，效果如下圖（為節(jié)約時(shí)間，我只畫出了一部分）�？梢钥吹�，CPU與CPU（即小圓與小圓）之間有相當(dāng)大的空隙，使許多硅片被浪費(fèi)了，粗略估計(jì)大概10%左右吧。

浪費(fèi)還在繼續(xù)。

由于CPU是圓的，而電子線路是走直線。至于為什么要走直線，因?yàn)閮牲c(diǎn)之間，直線最短，兩個(gè)元件之間用直線連接，不僅可以減小電流消耗（線路變短，電阻變�。�，還省下空間放置其它電子元件。

CPU內(nèi)走直線的電子線路縱橫交錯(cuò)，而且本著最大化利用硅片的原則，于是一片CPU的所有電路會(huì)構(gòu)成一個(gè)正方形（如下圖）。結(jié)果，為了設(shè)計(jì)一片圓圓的CPU，CPU線路（下圖中橙色的正方形）四周的硅片又被浪費(fèi)掉了，這部分的面積大概有30%左右吧。

單顆圓形CPU浪費(fèi)硅片面積，把這些CPU刻到整片晶圓上，如前文所述，CPU與CPU之間空隙很大，再浪費(fèi)一次（10%左右），最終得到的浪費(fèi)效果如下圖。圖中紅色的橫豎條就是被浪費(fèi)的硅片面積，只有白色方格是被利用到的。整個(gè)晶圓被浪費(fèi)掉40%左右。

沒有對(duì)比就沒有傷害。當(dāng)CPU設(shè)計(jì)成方形時(shí)（見下圖），CPU與CPU之間只有一條便于切割的縫隙，整片晶圓得到最大化利用。

一、節(jié)省材料

CPU是由硅晶圓切割出來的，目前硅晶圓都是圓形的，如果再到上面去切圓形的CPU出來，浪費(fèi)的會(huì)非常多，所以用方形的可以節(jié)省材料，達(dá)到最高的材料利用率。

2、設(shè)計(jì)的制造上的方便

CPU是由晶體管組成，晶體管的開關(guān)構(gòu)成0、1這些運(yùn)算，從而形成CPU的計(jì)算能力，而晶體管的排列也是線性排列的，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)電路的走線什么的都是線性的，這就意味著做成方形的CPU，在電路的設(shè)計(jì)上、加工制造上，都會(huì)更加的方便。

3、使用上的方便

再考慮到應(yīng)用場(chǎng)景方面，我們看看目前的主板、以及承載CPU的智能設(shè)備，基本上都是是方形的，比如手機(jī)，電腦主機(jī)、筆記本等等。

因?yàn)榉叫胃�容易擺放，更能夠節(jié)省空間，而CPU為了配合這些主板什么的，做成方形的也會(huì)更加的方便。

其實(shí)不只是CPU，我們仔細(xì)看看其它的設(shè)備，比如內(nèi)存，硬盤、屏幕等等，這些都是以方形的為主，基本上也都是基于以上的原因。

答：我們知道，晶圓是圓的，但是晶圓做成的芯片卻是方的，這主要是考慮到芯片制造時(shí)對(duì)晶圓的利用率，以及切割的方便，另外芯片做成方形，也更方便布線。

芯片為什么不是圓的？

芯片的基本材料是單晶硅，首先把單晶硅做成晶圓，然后用光刻和蝕刻等等技術(shù)把晶圓進(jìn)行精密加工，再切割為成百上千塊的芯片。

無論是電腦還是手機(jī)當(dāng)中，芯片大多做成正方形，之所以做成方的而不是圓的，主要是考慮這么幾個(gè)方面：

1、圓形芯片在切割晶圓時(shí)，對(duì)邊角料的浪費(fèi)很大，做成矩形（矩形包括了正方形），能使得邊角料的浪費(fèi)最少。

2、芯片本是擁有極高精度的產(chǎn)品，在進(jìn)行晶圓切割時(shí)，直線切割最為方便，弧線切割對(duì)切割工具的要求很高，而且單晶硅的晶核本身就具有方向性，弧線切割容易把芯片邊緣切壞。

3、矩形的芯片在布線和安裝時(shí)更方便定位，如果做成圓形，由于圓具有任意角度的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，在布線和安裝時(shí)哪怕出現(xiàn)一個(gè)微小的角度偏差，都有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤。

4、電子產(chǎn)品具有很高的集成度，圓形芯片不利于整體電路板的布局。

當(dāng)然，除了正方形外，正三角形和正六邊形也能做到切割時(shí)始終是直線，而且不浪費(fèi)邊角料，但是芯片的研究、設(shè)計(jì)和制造，是經(jīng)過幾十年的技術(shù)迭代發(fā)展而來，最終選擇了正方形的設(shè)計(jì)。

既然芯片是方的，為何晶圓又是圓的呢？

硅的熔點(diǎn)為1410℃，芯片用的單晶硅對(duì)純度的要求極高，99.9999%純度的硅可以用作太陽能光伏板，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠芯片級(jí)別的要求，芯片對(duì)單晶硅的純度要求至少是99.999999%，國內(nèi)雖然有公司能夠生產(chǎn)芯片級(jí)別的單晶硅，但產(chǎn)量還不能滿足國內(nèi)需求，很大一部分還需要進(jìn)口。

高純度的單晶硅使用切克勞斯基法（直拉法）進(jìn)行制造，該方法使用石英坩堝把多晶硅融化，然后把溫度保持在1500℃左右，然后用一個(gè)子晶放在坩堝中勻速旋轉(zhuǎn)，同時(shí)坩堝反向旋轉(zhuǎn)，并向上緩慢提起子晶，于是熔融狀態(tài)的硅就會(huì)沿著子晶生長，最后形成一個(gè)圓柱形的硅錠，這個(gè)硅錠就是單晶硅，直徑可達(dá)30厘米，長度可達(dá)1米。

然后我們把硅錠進(jìn)行切片，就得到了晶圓，所以晶圓是圓形的，雖然圓形晶圓也會(huì)導(dǎo)致一部分邊角料的浪費(fèi)，但是晶圓尺寸遠(yuǎn)比芯片大，一張晶圓可以制作成百上千塊芯片，所以浪費(fèi)掉的晶圓邊角料是可以接受的。

我的內(nèi)容就到這里，喜歡我們文章的讀者朋友，記得點(diǎn)擊關(guān)注我們——艾伯史密斯！

因?yàn)镃PU芯片可是很貴的，在目前的圓形晶圓上切割方形的芯片本身就有一些邊角料的浪費(fèi)，更別說圓形芯片了，如果在目前的圓形晶圓上切割圓形芯片，那會(huì)造成更大的浪費(fèi)，可能一塊晶圓上能浪費(fèi)將近一半的面積，這樣子成本和風(fēng)險(xiǎn)就太高了。

而且晶圓的生產(chǎn)和CPU芯片的切割不一樣，傳統(tǒng)方形芯片切割起來橫平豎直，良品率更高，對(duì)設(shè)備精度的要求也低一些，但是如果按照?qǐng)A形切割的話那就都是曲線切割，對(duì)設(shè)備的精密程度要求非常高，成本也會(huì)急劇提高，很不劃算。

此外，既然設(shè)計(jì)的是圓形芯片，那么CPU內(nèi)部的核心也必須是設(shè)計(jì)成圓形的，但是傳統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)都是以橫平豎直來的，如果讓芯片設(shè)計(jì)師在CPU里布局大量的曲線電路那實(shí)在是太難了，最終的成品也很可能不盡人意，所以說目前的技術(shù)用來做圓形芯片和CPU是非常不現(xiàn)實(shí)的，至少在民用和消費(fèi)領(lǐng)域是這樣的。

感謝您的閱讀！

這個(gè)問題，讓我不自覺的想到了，晶圓為什么不做成圓形，要做成方形。按理說，晶圓是圓的，這樣設(shè)計(jì)CPU，不是更方便嗎？直接用圓形的CPU，不是可以更好的將晶圓的空間發(fā)揮出來嗎？

實(shí)際上，造成CPU沒有奇形怪狀的形狀，沒有出現(xiàn)圓形，或者6邊形等等的原因很簡單，我歸納為兩個(gè)字——節(jié)約！

節(jié)約成本，增加利用率！我們知道如果使用圓形的切割芯片，可能會(huì)浪費(fèi)更多的材料，耗材增多了，CPU的成本就變高了。

節(jié)約PIN腳的使用。你可以看到Pin腳的排列很規(guī)整，節(jié)約了空間，提升使用。

節(jié)約技術(shù)難度。在進(jìn)行CPU的制作的時(shí)候，確實(shí)會(huì)因?yàn)楣馕g刻在蝕刻所帶來的困難，比如邊緣處的不平衡等等，提升了技術(shù)難度。

歸根結(jié)底就是為了節(jié)約成本，降低損失。畢竟，CPU的消耗不低，技術(shù)難度不��！

如您所見，晶圓上有許多芯片，所有芯片都可以切割。作為芯片制造商，您希望最大程度地制造芯片并降低成本。通過使這些芯片為矩形/正方形，它們不會(huì)像圓形一樣損失每個(gè)芯片之間的空間。而且，它使得在過程結(jié)束時(shí)更容易剪切它們。

通常優(yōu)選沿著晶片的晶體結(jié)構(gòu)線切割管芯（芯片）（注意，根據(jù)使用的技術(shù)，幾種晶體取向在這里是可商購的）。在這種情況下，可以期望切口更干凈，晶體周圍的缺陷和裂紋更少，并且切口上浪費(fèi)的區(qū)域更少。

因此，由于模具中出現(xiàn)缺陷的可能性增加，不必在模具之間加寬防護(hù)層。結(jié)果呢？更高的良率，因此更低的價(jià)格，因?yàn)楦�少的缺陷意味著功能上更無差錯(cuò)的芯片。（順便說一句，制造商通常會(huì)在機(jī)械應(yīng)力較高的邊緣和點(diǎn)放置更堅(jiān)固的組件，以進(jìn)一步提高良率。）

很少有人在這里提到六角形模具，他們應(yīng)該比矩形模具具有許多理論上的優(yōu)勢(shì)。例如，較少的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致所制造的電子組件退化，然后將較小的面積浪費(fèi)在管芯之間的切口上，并且可能浪費(fèi)在晶片的邊緣（這取決于晶片的面積和可用的晶片面積），而間距更短。

但是，僅對(duì)于晶格的某些方向，可靠地切出這種六邊形形狀是可能的，而相交處的區(qū)域可能是缺陷的另一個(gè)來源。另外，當(dāng)您包括通常為方形（或矩形）的芯片封裝，PCB布局以及其他通常為矩形和標(biāo)準(zhǔn)化的材料的連接時(shí)，此選項(xiàng)最終并沒有那么出色。

另一點(diǎn)是，對(duì)于非常規(guī)則的圖案，設(shè)計(jì)這樣的芯片可能會(huì)更加困難。例如，當(dāng)在通常也是單元的規(guī)則圖案的模塊（例如通常為二維結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器）的模塊之間路由寬且規(guī)則的數(shù)據(jù)和地址總線時(shí)，優(yōu)選矩形且均勻的形狀和與晶格取向?qū)��?zhǔn)的圖案。

盡管并非不可能全部以六邊形形式切割，但通�？梢员苊膺@種情況，而且，如果某些功能運(yùn)行良好，請(qǐng)不要隨意更改它。

所以，芯片并不總是正方形的，它們也可以是矩形的。我不是硅專家，但是正常而言，芯片距離方形越近，連接平均越短，這可以改善時(shí)序，并可以使得芯片在更高的頻率下運(yùn)行。

為了節(jié)省材料，提高芯片上晶圓的利用率，

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CPU為什么不做成圓的而是方的？做成三角形、六邊形或者其他的形狀也可以啊。其實(shí)歸根結(jié)底還是跟芯片的設(shè)計(jì)電路圖和光刻工藝有關(guān)。

從設(shè)計(jì)電路圖的角度來說：

很多自己手工制作過電子電路的同學(xué)都用過面包板：一個(gè)一個(gè)的小方格子。只要把一個(gè)個(gè)的電子元器件和一根根的導(dǎo)線編排在小方格子里就可以了，特別的方便。

方正的面包板有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、有利于放置、規(guī)整電子元器件；

2、有利于電路的走線；

3、有利于線路的功能區(qū)域劃分；

4、有利于排除故障；

畫過PCB原理圖的同學(xué)們也都知道，畫電路圖就好比在城市中建一條條馬路、一座座立交橋、一座座的高樓大廈。方正的走線和布局，使電路圖設(shè)計(jì)人員畫的電路層次分明更加清晰，方便其他人一起探討和修改。這樣也方便集成電路的進(jìn)行區(qū)域性劃分，使電路、電子元器件更加緊湊。后期維修人員維修時(shí)也能快速的對(duì)故障進(jìn)行排查、檢測(cè)。

這跟我們的房間、房子、道路、城市不做成其他形狀的道理是一樣的。方正的布局能夠帶來更多的便捷性，一眼就可以了解到它的走向，然后放個(gè)東西進(jìn)去也好放。

如：我們?cè)趫A形的房間里放方方正正的床和家具會(huì)很別扭，空間利用率是很低。如下圖：

所以這時(shí)你也能理解一座城市為什么不建成圓形，為什么很多地方會(huì)取消圓形環(huán)島和圓形立交橋。更何況芯片有數(shù)公里長錯(cuò)綜復(fù)雜、縱橫交錯(cuò)的導(dǎo)線連接幾十億集體管，而只有指甲蓋大�。ㄈ缦聢D）。芯片內(nèi)部不管是晶體管、導(dǎo)線布局、芯片功能區(qū)劃分都是方方正正的。芯片內(nèi)部方正的布局能夠有效的利用空間和布局，也使芯片內(nèi)部的信號(hào)傳輸更有效率。

從光刻工藝來說：

芯片上的晶體管很小很小，所以要求晶體管之間距離也要更小，這樣晶體管需要更低的控制電壓，且會(huì)有更快的反應(yīng)速度。

芯片內(nèi)，晶體管、晶體管之間的導(dǎo)線都是方方正正的高度聚集的，高度聚集的結(jié)果就是整個(gè)芯片也是方方正正的。

從芯片切割的角度來說：

我們都知道直線易畫而圓難畫。芯片也是一樣的，方正的芯片是比較容易切割的，晶圓的利用率高。而圓心的芯片很難切割，且晶圓的利用率低。如下圖：

綜上所述：圓是一個(gè)很美妙的圖形，但它并不適合呆在芯片的內(nèi)部，也不適合做芯片的外形。芯片是方正的這個(gè)結(jié)果更芯片的設(shè)計(jì)電路圖和制造工藝有關(guān)，同時(shí)也跟整個(gè)芯片生產(chǎn)的上下游產(chǎn)業(yè)有關(guān)系，是一環(huán)扣著一環(huán)的。

以上個(gè)人淺見，歡迎批評(píng)指正。喜歡的可以關(guān)注我，謝謝！

認(rèn)同我的看法的請(qǐng)點(diǎn)個(gè)贊再走，再次感謝！

哈哈，我暈，它如果做成圓的，你又會(huì)問為什么不做成方的了，它總要有個(gè)形狀就可以了，你管他方的還是圓的。

圓的過于通用了，非常容易搞錯(cuò)插腳。 但是你得建議很好，當(dāng)插腳容錯(cuò)技術(shù)達(dá)到后，也許會(huì)出現(xiàn)這種產(chǎn)品。 現(xiàn)在的交換機(jī)就能自動(dòng)識(shí)別并自動(dòng)適應(yīng)網(wǎng)線，不管你是交叉線還是平行線！過去是嚴(yán)格區(qū)別的！

做成圓的插腳沒法排列,如果按圓形排列插腳的話,那么中間的插腳密度太高,而且插腳之間的間距也不同,不利于布線.而且也無法使用無插拔力插座。