PROSES PEMBUATAN MIKROPROCESSOR

By: Subuh Kurniawan http://remocutest.blogspot.com/

Bahan Dasar
• Pasir, seperempat bagiannya terbentuk
dari silikon, yakni unsur kimia yang paling
berlimpah di muka bumi ini setelah
oksigen. Pasir (terutama quartz),
mempunyai persentase silikon yang tinggi
di dalam bentuk Silicon Dioxide (SiO2)
dan pasir merupakan bahan pokok untuk
memproduksi semiconductor.


• Setelah memperoleh mentahan dari pasir dan
memisahkan silikonnya, materiil yang kelebihan
dibuang. Lalu, silikon dimurnikan secara bertahap
hingga mencapai kualitas 'semiconductor
manufacturing quality', atau biasa disebut
'electronic grade silicon'. Pemurnian ini
menghasilkan sesuatu yang sangat dahsyat
dimana 'electronic grade silicon' hanya boleh
memiliki satu 'alien atom' di tiap satu milyar atom
silikon. Setelah tahap pemurnian silikon selesai,
silikon memasuki fase peleburan. Dari gambar di
atas, kita bisa melihat bagaimana kristal yang
berukuran besar muncul dari silikon yang
dileburkan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang
disebut 'Ingot'.


• Kristal tunggal 'Ingot' ini
terbentuk dari 'electronic
grade silicon'. Besar satu
buah 'Ingot' kira-kira 100
Kilogram atau 220
pounds, dan memiliki
tingkat kemurnian silikon
hingga 99,9999 persen.


• Setelah itu, 'Ingot' memasuki tahap
pengirisan. 'Ingot' di iris tipis hingga
menghasilkan 'silicon discs', yang
disebut dengan 'Wafers'. Beberapa
'Ingot' dapat berdiri hingga 5 kaki.
'Ingot' juga memiliki ukuran
diameter yang berbeda tergantung
seberapa besar ukuran 'Wafers' yang
diperlukan. CPU jaman sekarang
biasanya membutuhkan 'Wafers'
dengan ukuran 300 mm.


• Setelah diiris, 'Wafers' dipoles hingga
benar-benar mulus sempurna,
permukaannya menjadi seperti
cermin yang sangat-sangat halus.
Kenyataannya, Intel tidak
memproduksi sendiri 'Ingots' dan
'Wafers', melainkan Intel
membelinya dari perusahaan 'third-
party'. Processor Intel dengan
teknologi 45nm, menggunakan
'Wafers' dengan ukuran 300mm (12
inch), sedangkan saat pertama kali
Intel membuat Chip, Intel
menggunakan 'Wafers' dengan
ukuran 50mm (2 inch).


• Cairan biru seperti yang terlihat pada gambar
di atas, adalah 'Photo Resist' seperti yang
digunakan pada 'Film' pada fotografi. 'Wafers'
diputar dalam tahap ini supaya lapisannya
dapat merata halus dan tipis.


• Di dalam fase ini, 'Photo Resist' disinari cahaya
'Ultra Violet'. Reaksi kimia yang terjadi dalam
proses ini mirip dengan 'Film' kamera yang terjadi
pada saat kita menekan shutter (Jepret!).
Daerah paling kuat atau tahan di 'Wafer' menjadi
fleksibel dan rapuh akibat efek dari sinar 'Ultra
Violet'. Pencahayaan menjadi berhasil dengan
menggunakan pelindung yang berfungsi seperti
stensil. Saat disinari sinar 'Ultra Violet', lapisan
pelindung membuat pola sirkuit. Di dalam
pembuatan Processor, sangat penting dan utama
untuk mengulangi proses ini berulang-ulang
hingga lapisan-lapisannya berada di atas lapisan
bawahnya, begitu seterusnya. Lensa di tengah
berfungsi untuk mengecilkan cahaya menjadi
sebuah fokus yang berukuran kecil.


• Dari gambar di atas, kita
dapat gambaran bagaimana
jika satu buah 'Transistor' kita
lihat dengan mata telanjang.
Transistor berfungsi seperti
saklar, mengendalikan aliran
arus listrik di dalam 'Chip'
komputer. Peneliti Intel telah
mengembangkan transistor
menjadi sangat kecil sehingga
sekitar 30 juta 'Transistor'
dapat menancap di ujung
'Pin'.


• Setelah disinari sinar 'Ultra Violet',
bidang 'Photo Resist' benar-benar
hancur lebur. Gambar di atas
menampakan pola 'Photo Resist' yang
tercipta dari lapisan pelindung. Pola ini
merupakan awal dari 'transistors',
'interconnects', dan hal yang
berhubungan dengan listrik berawal
dari sini.


• Meskipun bidangnya hancur, lapisan 'Photo
Resist' masih melindungi materiil 'Wafer'
sehingga tidak akan tersketsa. Bagian yang
tidak terlindungi akan disketsa dengan bahan
kimia.


• Setelah tersketsa, lapisan 'Photo Resist'
diangkat dan bentuk yang diinginkan menjadi
tampak.


• Photo Resist' kembali digunakan
dan disinari dengan sinar 'Ultra
Violet'. 'Photo Resist' yang
tersinari kemudian dicuci dahulu
sebelum melangkah ke tahap
selanjutnya, proses pencucian ini
dinamakan 'Ion Doping', proses
dimana partikel ion ditabrakan ke
'Wafer', sehingga sifat kimia
silikon dirubah, agar CPU dapat
mengkontrol arus listrik.


• Melalui proses yang dinamakan
'Ion Implantation' (bagian dari
proses Ion Doping) daerah
silikon pada 'Wafers' ditembak
oleh ion. Ion ditanamkan di
silikon supaya merubah daya
antar silikon dengan listrik. Ion
didorong ke permukaan 'Wafer'
dengan kecepatan tinggi. Medan
listrik melajukan ion dengan
kecepatan lebih dari 300,000
Km/jam (sekitar 185,000 mph)


• Setelah ion ditanamkan, 'Photo Resist'
diangkat, dan materiil yang bewarna hijau
pada gambar sekarang sudah tertanam 'Alien
Atoms'


• Transistor ini sudah hampir
selesai. Tiga lubang telah
tersketsa di lapisan isolasi
(warna ungu kemerahan) yang
berada di atas transistor. Tiga
lubang ini akan diisi dengan
tembaga, yang berfungsi untuk
menghubungkan transistor ini
dengan transistor lain.


• 'Wafers' memasuki tahap 'copper sulphate
solution' pada tingkat ini. Ion tembaga
disimpan ke dalam transistor melalui proses
yang dinamakan 'Electroplating'. Ion tembaga
berjalan dari terminal positif (anode) menuju
terminal negatif (cathode).


• Ion tembaga telah menjadi lapisan tipis di
permukaan 'Wafers'.


• Materiil yang kelebihan dihaluskan,
meninggalkan lapisan tembaga yang sangat
tipis.


• Nah udah mulai ribet. Banyak lapisan logam
dibuat untuk saling menghubungkan
bermacam-macam transistors. Bagaimana
rangkaian hubungan ini disambungkan, itu
ditentukan oleh teknik arsitektur dan
desain tim yang mengembangkan
kemampuan masing-masing processor.
Dimana chip komputer terlihat sangat
datar, sebenarnya memiliki lebih dari 20
lapisan untuk membuat sirkuit yang
kompleks. Jika kamu melihat dengan kaca
pembesar, kamu akan melihat jaringan
bentuk sirkuit yang rumit, dan transistors
yang terlihat futuristik, 'Multi-Layered
Highway System'.


• Ini hanya contoh super kecil dari 'Wafer' yang
akan melalui tahap test kemampuan pertama.
Di tahapan ini, sebuah pola test dikirimkan ke
tiap-tiap chip, lalu respon dari chip akan
dimonitor dan dibandingkan dengan 'The
Right Answer'.


•
Setelah hasil test menunjukan
bahwa 'Wafer' lulus, 'Wafer'
dipotong menjadi sebuah bagian
yang disebut 'Dies'. Coba juragan
lihat, proses yang bener-bener
ribet tadi ternyata hasilnya kecil
doank. Pada gambar paling kiri
itu ada 6 kelompok 'Wafer', pada
gambar kanannya udah berapa
'Wafer' tuh !?!?


• Dies' yang lulus test, akan diikutkan ke tahap
selanjutnya yaitu 'Packaging'. 'Dies' yang tidak
lulus, dibuang dengan percumanya. Ada hal
yang lucu beberapa tahun lalu, Intel membuat
kunci dari 'Dies' yang tidak lulus ini.


• Ini adalah gambar satu 'Die', yang tadinya
dipotong pada proses sebelumnya. 'Die' pada
gambar ini adalah 'Die' dari Intel Core i7
Processor.


• Lapisan bawah, 'Die', dan 'Heatspreader'
dipasang bersama untuk membentuk 'Processor'.
Lapisan hijau yang bawah, digunakan untuk
membentuk listrik dan 'Mechanical Interface'
untuk Processor supaya dapat berinteraksi
dengan sistem PC. 'Heatspreader' adalah
'Thermal Interface' dimana solusi pendinginan
diterapkan, sehingga Processor dapat tetap
dingin dalam beroperasi.


• 'Microprocessor' adalah produk terkompleks
di dunia ini. Faktanya, untuk membuatnya
memerlukan ratusan tahap dan yang kita
uraikan sebelumnya hanyalah yang penting
saja.


• Selama tes terakhir untuk Processor, Processor
di tes karakteristiknya, seperti penggunaan
daya dan frekwensi maksimumnya.


• Berdasarkan hasil test sebelumnya, Processor
dikelompokan dengan Processor yang
memiliki kemampuan sama. Proses ini
dinamakan dengan 'Binning', 'Binning'
ditentukan dari frekwensi maksimum
Processor, kemudian tumpukan Processor
dibagi dan dijual sesuai dengan spesifikasi
stabilnya.


PROSES PEMBUATAN MIKROPROCESSOR

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Destaque

Destaque (6)

PROSES PEMBUATAN MIKROPROCESSOR