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, 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..
http://cgi.ebay.com/Collectable-INTE…QQcmdZViewItem
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.
Prosessor
yang sudah dikemas dan dites, pergi menuju pabrik (misalnya dipake
Toshiba buat laptopnya) atau dijual eceran (misalnya di toko komputer).
Yang penting motherboard harus mempunyai slot yang lengkap untuk keperluan upgrade nantinya.
