proses pembuatan prosesor

Posted by : sigit xp Rabu, 14 Desember 2011

Cara Membuat Prosesor Cepat

PROSESOR yang dipake hape saat ini kebanyakan adalah jenis mikroprosesor yang bentuknya mungil abis. Nggak kebayang gimana cara buat benda sekecil ini tapi punya fungsi penting di perangat hape yang ukurannya lebih besar. Nah, biar kenal lebih dekat dengan yang namanya prosesor hape, yuk kita simak proses pembuatan kawan kita yang satu ini. Okay, next!

1. Pemilihan bahan
Hal pertama yang dilakukan produsen prosesor untuk membuat prosesor berkualitas tinggi adalah menentukan bahan yang akan digunakan. Ini penting, tanpa bahan yang bagus maka prosesor bisa acak kadut kinerjanya. Bahan dasar prosesor yang sekarang banyak yang digunakan adalah silikon. Bentuk dasar silikon adalah batu kristal berwarna biru gelap dan mengkilap. Kenapa silikon? karena bahan ini merupakan konduktor yang sangat baik menghantarkan arus listrik.

2. Pembuatan Wafer Silicon
Langkah berikutnya membuat wafer silikon. Kok kayak kue wafer ya?Emang gitu istilah ini dipake karena silikon mentah yang sudah dipilih akan dilelehkan dengan suhu tinggi dan dibentuk menyerupai kue, bulat dan ada pola kotak-kotak kecil. Pola kotak-kotak inilah yang nantinya akan jadi prosesor-prosesor dan proses pembuatan pola ini juga rumit lho, untuk memotongnya aja pake sinar laser dengan presisi tinggi.
3. Proses Etching
Setelah kue wafer siap, maka berlanjutlah ke proses etching. Proses ini merupakan pembuatan pola dasar dan pemasangan unsur-unsur dasar prosesor. Pertama kali adalah melapisi wafer silikon dengan oxide, bahan kimia yang berfungsi untuk menjaga keawetan tubuh prosesor. Trus berlanjut ke penerapan lapisan organic photoresist yang punya fungsi seperti kertas film kamera jaman dahulu, menangkap data yang dikirim melalui kilatan cahaya. Proses ini kemudian dilanjutkan dengan proses masking yang akan merapatkan bungkusan proses sebelumnya dengan sinar ultra violet (UV). Setelah rapi terbungkus, si wafer dibersihin dulu lewat proses cleaning agar bebas dari sisa-sisa bahan photoresist. Wafer kemudian akan disiram dengan cairan Hydroflouric (HF)acid untuk membentuk lagi pola kotak-kotak kecil yang sudah dibuat pada proses pembuatan wafer. Terakhir dibershin lagi.

4. Pemasangan Transistor
Wafer kemudian akan dibawa ke laboratorium khusus untuk dipasangi transistor. Pemasangan transistor ini susah banget kalau dilakukan manual karena transistor ini di pasang satu persatu ke tiap kotak-kotak yang menjadi pola di tubuh wafer. kebayang kan betapa kecilnya transistor ini. Untungnya sekarang sudah ada alat khusus buat memasang transistor, dan petugascuma ngecek hasilnya aja dengan bantuan mikroskop.
5. Pemotongan tubuh Wafer Menjadi Prosesor
Setelah pemasangan transistor selesai, maka si wafer yang bulet ini siap dipotomg-potong berdasarkan pola yang sudah ada. Bentuknya kotak kecil-kecil, dan kotak-kotak inilah yang kita kenal sebagai prosesor. Jadi suatu wafer dapat menjadi banyak prosesor. Sudah dipotong baru deh diletakkan prosesor dipasangkan ke lempengan chip IC. Selesai akhirnya dan siap dipasang di hape.

Proses Pembuatan Prosesor Komputer

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.

Pengan Tau Cara Pembuatan Prosesor..??Chek Di sini

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 T_T. Ada hal yang lucu beberapa tahun lalu, Intel membuat kunci dari 'Dies' yang tidak lulus ini ^^. Ada EBAYnya lho, ayo juragan yang tertarik beli, soalnya tinggal 4..

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.