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。
日本能不能制造CPU，日本的半导体产业发展如何？
1.日本能产CPU它的CPU主要用在游戏机和超级计算机上，而不用在个人计算机上。在PC机时代，日本公司也曾经美国公司许可或授权生产过CPU，但都不能看做日本产的CPU。2.日本的半导体产业最近发展形势很好。物联网市场将超越汽车成为巨大的市场，而物联网之实现并非1、2年能达成之事，而是今后20年间继续推进，半导体、特别是存储器的需求将爆涨。
现在服务器的存储器9成以上为硬盘。硬盘世界最大生产商为美国的西部数据，该公司于2015年收购闪迪（SanDisk）公司，而闪迪公司与东芝公司有合作关系，双方合资生产闪存。西部数据公司之后，是日立、富士通、IBM和惠普。日立、富士通、惠普等公司今年将逐渐取消生产普通硬盘，转而生产基于闪存的固态硬盘。目前闪存市场为3-4兆日元，而半导体整体市场为40兆日元，不到1成。
而数字相机，手机使用的也是闪存。普通硬盘原来很稳固、使用寿命也长，相同存储量闪存的价格为普通硬盘的6倍，因而一般人不会想以闪存替代普通硬盘。但是，闪存对普通硬盘有压倒性优势的一点是，它的处理速度是普通硬盘的10倍。那么，以计算能力的成本来看，闪存占有优势。因此，引起各IT巨头的重视。闪存市场原本是东芝一枝独秀，2、3年前为三星超越，现在东芝又卷土重来，如果与西部数据联合，将有望超越三星。
NAND型闪存的世界份额中，三星占33%，东芝˙西部数据联合占36%（其中，东芝21%，西部数据15.4%）。其他3成为美国镁光科技、英特尔、韩国SK海力士。这些公司就能力和技术水准来说，实际上东芝和三星两公司领先。三星公司比较擅长于服务器，而东芝在存储卡上比较强。高端服务器与存储卡的单价相比，后者绝对便宜，如果东芝强化其服务器，则三星可忧。
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