Cara Pembuatan Processor

Lisensi Dokumen :
Copyright © 2010 http://scienceofit.blogspot.com

Seluruh dokumen di http://scienceofit.blogspot.com dapat digunakan, dimodifikasi dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis dan pernyataan copyright yang disertakan dalam setiap dokumen. Tidak diperbolehkan melakukan penulisan ulang, kecuali mendapatkan ijin terlebih dahulu dari http://scienceofit.blogspot.com

 
Berikut ini saya akan posting cara pembuatan processor Intel Core i7.
Ceck it out,...

Proses pembuatan Processor Intel Core i7 memiliki beberapa tahap, antara lain :
1. Pasir 

      
      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.

2. Ingot

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

3. Electronic Grade Silicon

      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.

4. Silicon Discs ( Wafers )

      Setelah itu 'Ingot' memasuki tahap pengirisan. 'Ingot' diiris 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.  

5. Wafers

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

6. Photo Resist

      Cairan biru seperti yang terlihat pada gambar diatas, adalah Photo Resist seperti yang digunakan pada film pada fotografi. Wafers diputar pada tahap ini supaya lapisannya dapat merata halus dan tipis.

7. Penyinaran Photo Resist Menggunakan Cahaya Ultra Violet

       Didalam 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 (jeppret!).
      Daerah paling kuat atau tahan di wafers 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. Didalam pembuatan processor, sangat penting dan utama untuk mengulangi proses ini berulang-ulang hingga lapisan-lapisannya berada diatas lapisan bawahnya, begitu seterusnya.
      Lensa di tengah berfungsi untuk mengecilkan cahaya menjadi sebuah fokus yang berukuran kecil.

      Dari gambar disamping, kita dapat gambaran jika satu buah transistor kita lihat dengan mata telanjang. Transistor berfungsi seperti saklar, mengendalikan aliran arus listrik didalam chip komputer. Peneliti Intel telah mengembagkan transistor menjadi sangat kecil sehingga sekitar 30 juta transistor dapat menacap di ujung pin.

      Setelah disinari sinar ultra violet, bidang photo resist benar-benar hancur lebur. Gambar diatas menampakkan pola photo resist yang tercipta dari lapisan pelindung. Pola ini merupakan awal dari transistor, interconnects, dan hal yang berhubungan dengan listrik berawal dari sini. 

      Meskipun bidangnya hancur, lapisan photo resist masih melindungi materiil wafers sehingga tidak akan tersketsa. Bagian yang tidak terlindungi akan disketsa dengan bahan kimia.

      

Setelah tampak 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 ketahap selanjutnya, proses pencucian ini dinamakan Ion Doping, proses dimana partikel ion ditabrakkan ke Wafers, sehingga sifat kimia silikon dirubah, agar CPU dapat mengkontrol arus listrik.














8. Ion Implantation

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


9. Penanaman Alien Atoms

       Setelah Ion ditanamkan, photo resist diangkat, dan materiil yang berwarna hijau pada gambar sekarang sudah tertanam Alien Atoms.

10. Pensketsaan Transistor

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

11. Copper Sulphate Solution

            Wafers memasuki tahap "copper sulphate solution" pada tingkat ini. Ion tembaga disimpan kedalam transistor melalui proses yang dinamakan Electroplating. Ion tembaga berjalan dari terminal positif (anode) menujuterminal negatif (catode).

Ion tembaga telah menjadi lapisan tipis di permukaan Wafers.

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

12. Multi-Layered Highway System

      Nah udah mulai ribet. Banyak lapisa logam dibuat untuk saling menghubungkan bermacam-macam transistors. Bagaimana rangkaian hubungan ini disambungkan, ituditentukan oleh teknik arsitektur dan desain tim yang mengembangkan masing-masing kemampuan 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 transistos yang terlihat futuristik, 'Multi-Layered Highway System'.

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

       Setelah hasil tes menunjukkan bahwa Wafers lulus, Wafers di potong menjadi sebuah bagian yang disebut 'Dies', coba kamu lihat, proses yang bener-bener ribet tadi ternyata hasilnya kecil doank. Pada gambar paling kiri itu ada 6 kelompok Wafers, Pada gambar kanannya uda berapa Wafers tuch?

13. Packaging

      'Dies' yang lulus tes, akan diikutkan ke tahap selanjutnya yaitu 'Packaging'. 'Dies' yang tidak lulus, dibuang dengan percuma.(Eman-Eman kan,...:'( ). Ada hal yang lucu beberapa tahun lalu, Intel membuat kunci dari 'Dies' yang tidak lulus ini,. :)

      Ini adalah gambar satu 'Die', yang tadinya di potong 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 'Mekanical Interface' untuk processor supaya dapat berinteraksi dengan sistem PC. 'Heatspreader' adalah 'Termal Interface' dimanasolusi pendinginan diterapkan, sehingga processor tetap dingin saat beroperasi.

       Microprocessor adalah produk terkompleks didunia in. Faktanya untuk membuatnya memerlukan ratusan tahap dan yang kita uraikan sebelumnya hanyalah yang penting saja.

14. Binning

       Selama tes terakhir untuk processor, processor di tes karakteristiknya, seperti penggunaan saya dan frekwensi maksimumnya. Berdasarkan hasil tes sebelumnya, processor dikelompokkan dengan processor yang memilikki kemampuan sama. Proses ini dinamakan dengan 'Binning', 'Binning' ditentukan dari frekwensi maksimum dari processor, kemudian tumpukan dari processor dibagi dan dijual sesuai dengan spesifikasi stabilnya.

      Processor yang sudah dikemas dan dites pergi menuju pabrik (misalnya di pakai oleh Compaq, Asus, Toshiba untuk laptopnya) atau dijual degan cara eceran (misalnya di jual di toko komputer maupun pada saat pameran komputer ).

Posted in: Info, Komputer