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.
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, 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.
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 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.
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 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 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.
Materil yang kelebihan
dihaluskan, meninggalkan lapisan tembaga yang sangat 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 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.
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. Unik juga,
proses ini sangatlah rumit hanya untuk mendapatkan hasil yang sangat kecil.
Pada gambar paling kiri itu ada 6 kelompok wafers.
Dies yang lulus test, akan diikutkan ke tahap
selanjutnya yaitu Packaging. dies yang tidak lulus, dibuang dengan percumanya.
Ini adalah gambar salah 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, yang
ditentukan dari frekwensi maksimum Processor, kemudian tumpukan Processor
dibagi dan dijual sesuai dengan spesifikasi stabilnya.
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.
sumber: artikeltips.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar