Jumat, 03 Juni 2011

Proses Pembuatan Processor

Processor adalah sebuah IC yang mengontrol keseluruhan jalannya sebuah sistem komputer dan digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Processor inilah sebagai salah satu dari hal yang paling utama mempengaruhi kecepatan kinerja komputer. Sekarang akan dibahas mengenai proses pembuatan processor yang sangatlah rumit dan menjalani proses yang panjang, dari bahan yang digunakan, persyaratan materil serta harus melewati uji kelayakan, dapat sama-sama kita simak dalam ulasan berikut. Namun, tetaplah yang disampaikan pada artikel ini bukanlah mencakup keseluruhan dari proses, melainkan proses yang dirangkum secara umum dan walau demikian proses yang digambarkan berikut tetaplah berkesan rumit dan detil, karena begitulah faktanya saat pembuatan benda unik yang satu ini. Inilah proses dari awal pembuatan processor sebelum pada akhirnya diedarkan di pasaran.
p1 Proses Pembuatan Processor
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.?
p2 Proses Pembuatan Processor
Setelah memperoleh mentahan dari pasir dan memisahkan silikonnya, materil 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.
p4 Proses Pembuatan Processor
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.
p5 Proses Pembuatan Processor
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.
p6 Proses Pembuatan Processor
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).
p7 Proses Pembuatan Processor
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
p8 Proses Pembuatan Processor
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.
p9 Proses Pembuatan ProcessorDari 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.
p10 Proses Pembuatan Processor
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 transistor, 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.
p11 Proses Pembuatan Processor
Setelah tersketsa, lapisan photo resist diangkat dan bentuk yang diinginkan menjadi tampak.
p12 Proses Pembuatan Processor
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 mengontrol arus listrik.
p13 Proses Pembuatan Processor
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)
p14 Proses Pembuatan Processor
Setelah ion ditanamkan, photo resist diangkat, dan materiil yang bewarna hijau pada gambar sekarang sudah tertanam alien atoms.
p15 Proses Pembuatan Processor
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.
p16 Proses Pembuatan Processor
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).
p17 Proses Pembuatan Processor
Ion tembaga telah menjadi lapisan tipis di permukaan wafers.
p18 Proses Pembuatan Processor
Materil yang kelebihan dihaluskan, meninggalkan lapisan tembaga yang sangat tipis.
p19 Proses Pembuatan Processor
Sampai tahap ini proses semakin rumit, 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 melihat dengan kaca pembesar, maka akan terlihat jaringan bentuk sirkuit yang rumit, dan transistors yang terlihat futuristik, Multi-Layered Highway System.
p20 Proses Pembuatan Processor
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.
t Proses Pembuatan Processor
Setelah hasil test menunjukan bahwa wafer lulus, wafer dipotong menjadi sebuah bagian yang disebut dies. Unik juga, proses ini sangatlah rumit hanya untuk mendapatkan hasil yang sangat kecil. Pada gambar paling kiri itu ada 6 kelompok wafers.
p22 Proses Pembuatan Processor
Dies yang lulus test, akan diikutkan ke tahap selanjutnya yaitu Packaging. dies yang tidak lulus, dibuang dengan percumanya.
p23 Proses Pembuatan Processor
Ini adalah gambar salah satu die, yang tadinya dipotong pada proses sebelumnya. Die pada gambar ini adalah die dari Intel Core i7 Processor.
p24 Proses Pembuatan 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.
p25 Proses Pembuatan Processor
Microprocessor adalah produk terkompleks di dunia ini. Faktanya, untuk membuatnya memerlukan ratusan tahap dan yang kita uraikan sebelumnya hanyalah yang penting saja.
p26 Proses Pembuatan Processor
Selama tes terakhir untuk Processor, Processor di tes karakteristiknya, seperti penggunaan daya dan frekwensi maksimumnya.
p27 Proses Pembuatan Processor
Berdasarkan hasil test sebelumnya, Processor dikelompokan dengan Processor yang memiliki kemampuan sama. Proses ini dinamakan dengan binning, yang ditentukan dari frekwensi maksimum Processor, kemudian tumpukan Processor dibagi dan dijual sesuai dengan spesifikasi stabilnya.
p28 Proses Pembuatan Processor
Prosessor yang sudah dikemas dan dites, akan menuju pabrik (misalnya dipakai Toshiba untuk produksi lapto) atau dijual eceran (misalnya di toko komputer).
Begitulah prosesnya pembuatan benda penting yang satu ini, sebelum akhirnya kita gunakan dan manfaatkan untuk menunjang kinerja dan kegiatan kita. Wajar saja disebut otak komputer, dan dapat dimaklumi kalau bernilai tinggi walaupun kecil secara fisik.
semoga artikel ini bermanfaat bagi anda .

0 komentar:

Posting Komentar