计算机是如何制造的？

在决定用途之前，你无法制造计算机。制造商首先确定特定产品的需求。然后他们使用配备建模软件的计算机设计该产品。有了产品计划，工程师就可以确定他们需要什么样的制造设备。

无论他们构思出什么产品，其数字魔力都将需要大量资源。你的计算机由各种奇妙的材料组成，包括钢、玻璃、硅砂、铁矿石、黄金、铝土矿以及许多其他材料。所有这些原材料都必须来自某个地方，例如矿山。

一旦原材料收集完毕，它们就会被运到工厂，在那里制造单个计算机部件。一家工厂可能专门生产RAM芯片；另一家生产顶级CPU。CPU制造的密集程度就是一个很好的例子，说明单个计算机组件需要投入多少工作和材料。

CPU主要由结晶硅制成，硅可以从普通沙子中提取。但是，首先，硅必须经过提纯。这是最关键的步骤之一，因为即使是微量的杂质也可能导致芯片失效。提纯后，硅被制成晶圆片，这只是薄薄的结晶材料片。

接着，CPU制造商在晶圆表面刻蚀或印制线路。此过程之后是实际的晶体管和电路的放置。

然后，用化学品彻底清洗晶圆，以确保没有污染物。最后，将晶圆精确切割成许多独立的芯片或CPU，这些芯片最终将为你的计算机提供动力。

这是CPU制造的极其精简的概述。现在想象一下，你的计算机内部所有其他组件也发生同样的过程。难怪计算机制造商会将组件的制造外包给第三方公司。

在下一页，你将看到计算机制造商如何收集单个部件并将它们组装成一台完整的机器。

原材料制成成品组件后，计算机远未完成。必须有人将所有这些组件组装成成品，然后直接运送给消费者或零售店。

当然，你已经知道制造商在工厂里批量生产计算机。规模经济意味着一次性制造大量机器可以降低产品价格，使其更容易制造且销售成本更低。像戴尔电脑这样的公司不断寻找简化产品制造流程的方法，以便保持稳健的利润率。

当你在线订购戴尔电脑时，你可以指定各种组件，例如更大的硬盘驱动器或更多的内存。完成订单后，它会记录到制造工厂的订单系统中。

然后，员工拉出组装机器所需的零件，将它们放入传送带上的一个手提箱中。在此过程的最后一步，工人选择一个与您订单中零件数量和尺寸相匹配的机箱。

收集所有必要的部件后，技术人员手工组装计算机。在此过程中，她会扫描每个单独部件（例如光驱和硬盘驱动器）的序列号，将每个部件与您机器上的服务标签关联起来。通过这样做，公司可以确切知道您的计算机中有哪些部件，从而在必要时提供更好的技术支持。

完成的计算机随后被运到软件安装区。为了方便起见，大多数公司都会预装操作系统以及其他基本软件到硬盘驱动器上。安装过程完成后，机器会进行自动化测试，以确保所有部件都存在并正常工作。然后产品被装箱并运送到目的地。

这个过程中的很多环节都是自动化的，目的是为了让它更快、更高效。话虽如此，组装单个部件和最终可工作的计算机仍然需要大量的人工劳动。

对于一个预期寿命可能只有18个月到两年的设备来说，这确实是大量的工作。在下一页，你将看到更多关于为什么计算机制造是一个如此密集的过程，以及它如何影响我们所有人。

计算机制造需要大量的资源。实际上，是几吨。事实上，联合国大学的一项研究发现，制造一台台式个人电脑大约需要1.8吨原材料，这意味着每台计算机在投入使用之前，所需的材料和化学品约为其自身重量的10倍。这意味着计算机在材料方面比烤箱、冰箱这样大得多的电器，甚至比汽车（它们所需的材料大约是自身重量的一到两倍）更苛刻。

例如，单个计算机芯片的成功生产需要大量的材料。为所有生产过程提供动力的化石燃料至关重要。每个芯片大约需要3.5磅的化石燃料。

在离开生产线之前，每个芯片都必须用水仔细清洗。单个芯片的这种冲洗过程大约会消耗9加仑的水[来源：EnviroLiteracy]。因此，制造整台计算机需要超过400加仑的水，这也就不足为奇了。

你的计算机还需要大量的铝。铝非常适合笔记本电脑和智能手机等设备，这些设备需要坚固但轻巧的外壳或框架。为了获得铝，我们必须开采铝土矿，然后通过能源密集型过程将其转化为氧化铝。

例如，如果制造商只使用回收铝，他们可以将制造一台笔记本电脑所需的能源减少约90%。然而，在美国，只有大约30%的铝被回收利用，这意味着愿意使用这种材料的各种公司所能获得的材料少得多。

电子产品制造所需的资源清单不胜枚举。这就是该组织鼓励消费者升级过时计算机而不是丢弃它们的主要原因[来源：InfoWorld]。

值得注意的是，大规模生产水平也伴随着人力成本。与所有高需求产品一样，公司通过在可能的情况下寻找廉价劳动力来争夺价格优势，即使这意味着使用外国工人。有时，这些员工在微薄的工资和恶劣的条件下长时间工作[来源：PCGlobal]。

只要我们对计算机、平板电脑和智能手机的需求增长，制造它们所需的资源和劳动力也将随之增长。每年每月都有数百万台设备进入全球各地的零售店，这证明了电子产品制造商的独创性和辛勤工作。