Detail Kerumitan Proses Pembuatan Processor
Processor adlh sebuah IC yg mengontrol keseluruhan jlnnya sebuah sistem komputer dan digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi utk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Processor inilah sbgi salah satu dari hal yang paling utama mempengaruhi kecepatan kinerja komputer. Skrg akan dibahas mengenai proses pembuatan processor yg sangatlah rumit dan menjalani proses yang panjang, dari bahan yg digunakan, persyaratan materil serta harus melewati uji kelayakan, dpt sama2 kita simak dalam ulasan berikut. Namun, ttplah yang disampaikan pd trit ini bukanlah mencakup keseluruhan dari proses, melainkan proses yg dirangkum secara umum dan walau demikian proses yang digambarkan berikut tetaplah berkesan rumit dan detil, krna begitulah faktanya saat pembuatan benda unik yg satu ini. Inilah proses dari awal pembuatan processor sebelum pd akhirnya diedarkan di pasaran.
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 utk memproduksi semiconductor.
Stlh 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 1 alien atom di tiap satu milyar atom silikon. Stlh tahap pemurnian silikon selesai, silikon memasuki fase peleburan. Dari gbr 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 1 buah ingot kira-kira 100 Kilogram atau 220 pounds, dan memiliki tingkat kemurnian silikon hingga 99,9999 %.
Stlh itu, ingot memasuki tahap pengirisan. ingot di iris tipis hingga menghasilkan silicon discs, yg disebut dengan wafers. Beberapa ingot dpt berdiri hingga 5 kaki. Ingot juga memiliki ukuran diameter yg berbeda tergantung seberapa besar ukuran wafers yang diperlukan. CPU jaman sekarang biasanya membutuhkan wafers dengan ukuran 300 mm.
Stlh diiris, wafers dipoles hingga benar-benar mulus sempurna, permukaannya menjadi seperti cermin yang sangat2 halus. Kenyataannya, Intel tidak memproduksi sendiri ingots dan wafers, melainkan Intel membelinya dari perusahaan third-party. Processor Intel dgn teknologi 45nm, menggunakan wafers dgn ukuran 300mm (12 inch), sedangkan saat pertama kali Intel membuat Chip, Intel menggunakan wafers dgn ukuran 50mm (2 inch).
Cairan biru seperti yg terlihat pada gambar di atas, adalah Photo Resist seperti yang digunakan pada film pada fotografi. Wafers diputar dalam tahap ini supaya lapisannya dpt 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
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 tlh mengembangkan transistor menjadi sangat kecil sehingga sekitar 30 juta transistor dpt menancap di ujung pin.
Stlh 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 dgn listrik berawal dari sini.
Stlh tersketsa, lapisan photo resist diangkat dan bentuk yg diinginkan menjadi tampak.
Photo resist kembali digunakan dan disinari dengan sinar ultra violet. Photo resist yang tersinari kemudian dicuci dahulu sblm melangkah ke tahap selanjutnya, proses pencucian ini dinamakan ion doping, proses dimana partikel ion ditabrakan ke wafer, sehingga sifat kimia silikon dirubah, agar CPU dpt mengontrol 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 dgn listrik. Ion didorong ke permukaan wafer dengan kecepatan tinggi. Medan listrik melajukan ion dgn kecepatan lebih dari 300,000 Km/jam (sekitar 185,000 mph)
Stlh ion ditanamkan, photo resist diangkat, dan materiil yg bewarna hijau pada gbr skrg sdh tertanam alien atoms.
Transistor ini sdh hampir selesai. 3 lubang tlh tersketsa di lapisan isolasi (warna ungu kemerahan) yang berada di atas transistor. 3 lubang ini akan diisi dengan tembaga, yg berfungsi utk menghubungkan transistor ini dgn 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 tlh menjadi lapisan tipis di permukaan wafers.
Materil yang kelebihan dihaluskan, meninggalkan lapisan tembaga yang sgt tipis.
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 sgt datar, sebenarnya memiliki lebih dari 20 lapisan untuk membuat sirkuit yang kompleks. Jika melihat dgn kaca pembesar, maka akan terlihat jaringan bentuk sirkuit yg rumit, dan transistors yg 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 tiap2 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 yg disebut dies. Unik juga, proses ini sangatlah rumit hanya untuk mendapatkan hasil yg sangat kecil. Pd gambar paling kiri itu ada 6 kelompok wafers.
Dies yang lulus test, akan diikutkan ke tahap selanjutnya yaitu Packaging. dies yang tdk lulus, dibuang dengan percumanya.
Ini adalah gambar salah satu die, yg tadinya dipotong pada proses sebelumnya. Die pd gbr 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 utk Processor supaya dpt berinteraksi dgn sistem PC. heatspreader adalah thermal interface dimana solusi pendinginan diterapkan, sehingga Processor dpt tetap dingin dlm beroperasi.
Microprocessor adalah produk terkompleks di dunia ini. Faktanya, untuk membuatnya memerlukan ratusan tahap dan yg kita uraikan sebelumnya hanyalah yg 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, yg ditentukan dari frekwensi maksimum Processor, kemudian tumpukan Processor dibagi dan dijual sesuai dgn spesifikasi stabilnya
Prosessor yang sdh dikemas dan dites, akan menuju pabrik (misalnya dipakai Toshiba utk produksi lapto) atau dijual eceran (misalnya di toko komputer).
Begitulah prosesnya pembuatan benda penting yg satu ini, sebelum akhirnya kita gunakan dan manfaatkan utk menunjang kinerja dan kegiatan kita. Wajar saja disebut otak komputer, dan dpt dimaklumi kalau bernilai tinggi walaupun kecil secara fisik.
