Bagaimana Chip dalam Komputer Anda Dibuat

Ini adalah ilustrasi bagaimana chip dibuat. Artikel dan gambar-gambar di bawah ini mendemonstrasikan tahap-tahap proses bagaimana memproduksi sebuah CPU (central processing unit), yang digunakan di setiap PC di dunia saat ini. Anda akan melihat sekilas beberapa pekerjaan yang luar biasa ini dilakukan tiap hari di pabriknya di Intel.
1. Sand (Pasir)

Pasir - terutama Quartz - memiliki persentase tinggi dari Silicon dalam pembentukan Silicon dioksida (SiO2) dan nerupakan bahan dasar untuk produksi semikonduktor.

Pasir - sekitar 25% masa Silicon yang merupakan senyawa kedua terbanyak - setelah oksigen - di muka bumi

2. Silikon Cair

Silikon dimurnikan dalam tahap berlapis untuk akhirnya nencapai kualitas produksi yang disebut Electronic Grade Silicon (EGS). EGS mungkin hanya mengandung sebuah atom asing setiap satu triliun atom Silikonnya. Pada gambar di bawah ini Anda bisa lihat bagaimana sebuah kristal besar tumbuh dari silikon cair yang dimurnikan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang disebut Ingot.

Silikon cair - skala: level wafer (~300mm / 12 inch)

3. Kristal Silikon Tunggal - Ingot

Sebuah ingot dibuat dari Electronic Grade Silicon. Sebuah ingot memiliki berat sekitar 100 kilogram (220 pound) dan memiliki kemurnian Silicon 99.9999%.

Mono-crystal Silicon Ingot -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

4. Pengirisan Ingot

Ingot kemudian diiris menjadi disc-disc silikon individual yang disebut wafer.

Ingot Slicing -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

5. Wafer

Wafer-wafer ini dipoles sedemikian rupa hingga tanpa cacat, dengan permukaan selembut kaca cermin. Intel membeli wafer-wafer siap produksi itu dari perusahaan pihak ketiga. Process rumit 45nm High-K/Metal Gate oleh Intel menggunakan wafer dengan diameter 200 milimeter. Saat Intel mulai membuat chip-chip, perusahaan ini mencetak sirkuit-sirkuit di atas wafer 50 milimeter. Dan untuk saat ini menggunakan wafer 300mm, yang menghasilkan penghematan biaya per-chip.

Wafer -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

6. Mengaplikasikan Photo Resist

Cairan (warna biru) yang di tuangkan di atas wafer saat diputar adalah sebuah proses dari photo resist yang sama seperti yang kita kenal di film untuk fotografi. Wafer diputar selama tahap ini untuk membuatnya sangat tipis dan bahkan mengaplikasikan layer photo resist.

Applying Photo Resist -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

7. Exposure

Hasil dari photo resist diekspos ke sinar ultraviolet (UV. Reaksi kimianya ditrigger oleh tahap pada proses tersebut, sama dengan apa yang terjadi pada material film pada sebuah kamera saat Anda menekan tombol shutter. Hasil dari photo resist yang diekspos ke sinar UV akan bersifat dapat larut. Exposure diselesaikan menggunakan mask yang berfungsi seperti stensil dalam tahap proses ini. Saat digunakan dengan cahaya UV, mask membentuk pola-pola sirkuit yang bervariasi di atas tiap layer dari mikroprosesor. Sebuah lensa (di tengah) mengurangi image dari mask. Sehingga yang dicetak di atas wafer biasanya adalah empat kali lebih kecil secara linier daripada pola-pola dari mask.

Exposure -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

8. Exposure

Meskipun biasanya ratusan mikroprosesor bisa dihasilkan dari sebuah wafer tunggal, cerita bergambar ini hanya akan fokus pada sebuah bagian kecil dari sebuah mikroprosesor, yaitu pada sebuah transistor atau bagian-bagiannya. Sebuah transistor berfungsi seperti sebuah switch, mengendalikan aliran arus listrik dalam sebuah chip komputer. Peneliti-peneliti di Intel telah mengembangkan transistor-transistor yang sangat kecil sehingga sekitar 30 juta transistor dapat diletakkan pas di kepala sebuah peniti.

Exposure -- scale: transistor level (~50-200nm)

9. Membersihkan Photo Resist

Photo resist yang lengket dilarutkan sempurna oleh suatu pelarut. Proses ini meninggalkan sebuah pola dari photo resist yang dibuat oleh mask.

Washing off of Photo Resist -- scale: transistor level (~50-200nm)

10. Etching (Menggores)

Photo resist melindungi material yang seharusnya tidak boleh tergores. Material yang ditinggalkan akan digores (disketch) dengan bahan kimia.

Etching -- scale: transistor level (~50-200nm)

11. Menghapus Photo Resist

Setelah proses Etching, photo resist dihilangkan dan bentuk yang diharapkan menjadi terlihat.

Removing Photo Resist -- scale: transistor level (~50-200nm)

12. Mengaplikasikan Photo Resist

Terdapat photo resist (warna biru) diaplikasikan di sini, diekspos dan photo resist yang terekspos dibersihkan sebelum tahap berikutnya. Photo resist akan melindungi material yang seharusnya tidak tertanam ion-ion.

Applying Photo Resist -- scale: transistor level (~50-200nm)

13. Penanaman Ion

Melalui seuatu proses yang dinamakan "ion implantation" (satu bentuk proses yang disebut doping), area-area wafer silikon yang diekspos dibombardir dengan "kotoran" kimia bervariasi yang disebut Ion-ion. Ion-ion ini ditanam dalam wafer silikon untuk mengubah silikon pada area ini dalam memperlakukan listrik. Ion-ion ditembakkan di atas permukaan wafer pada kecepatan tinggi. Suatu bidang listrik mempercepat ion-ion ini hingga kecepatan 300.000 km/jam.

Ion Implantation -- scale: transistor level (~50-200nm)

14. Menghilangkan Photo Resist

Setelah penanaman ion, photo resist dihilangkan dan material yang seharusnya di-doped (warna hijau) memiliki atom-atom asing yang sudah tertanam (perhatikan sekilas variasi warnanya).

Removing Photo Resist -- scale: transistor level (~50-200nm)

15. Transistor yang Sudah Siap

Transistor ini sudah dekat pada proses akhirnya. Tiga lubang telah dibentuk (etching) di dalam layer insulasi (warna magenta) di atas transistor. Tiga lubang ini akan terisi dengan tembaga yang akan menghubungkannya ke transistor-transistor lainnya.


Ready Transistor -- scale: transistor level (~50-200nm)


16. Electroplating

Wafer-wafer diletakkan ke suatu larutan sulfat tembaga di tahap ini. Ion-ion tembaga ditanamkan di atas transistor melalui proses yang disebut electroplating. Ion-ion tembaga bergerak dari terminal positif (anoda) menuju terminal negatif (katoda) yang dipresentasikan oleh wafer.

Electroplating -- scale: transistor level (~50-200nm)

17. Tahap Setelah Electroplating

Pada permukaan wafer, ion-ion tembaga membentuk menjadi suatu lapisan tipis tembaga.

After Electroplating -- scale: transistor level (~50-200nm)

18. Pemolesan

Material ekses dari proses sebelumnya di hilangkan

Polishing -- scale: transistor level (~50-200nm)

19. Lapisan Logam

Lapisan-lapisan metal dibentuk untuk interkoneksi (seperti kabel-kabel) di antara transistor-transistor. Bagaimana koneksi-koneksi itu tersambungkan ditentukan oleh tim desain dan arsitektur yang mengembangkan fungsionalitas prosesor tertentu (misal Intel® Core™ i7 Processor). Sementara chip-chip komputer terlihat sangat flat, sesungguhnya didalamnya memiliki lebih dari 20 lapisan yang membentuk sirkuit yang kompleks. Jika Anda melihat pada pembesaran suatu chip, Anda akan menemukan jaringan yang ruwet dari baris-baris sirkuit dan transistor-transistor yang mirip sistem jalan raya berlapis di masa depan

Metal Layers -- scale: transistor level (six transistors combined ~500nm)

20. Testing Wafer

Bagian dari sebuah wafer yang sudah jadi ini diambil untuk dilakukan test fungsionalitasnya. Pada tahap test ini, pola-pola di masukkan ke dalam tiap chip dan respon dari chip tersebut dimonitor dan dibandingkan dengan daftar yang sudah ditetapkan.

Wafer Sort Test -- scale: die level (~10mm / ~0.5 inch)

21. Pengirisan Wafer

Wafer di iris-iris menjadi bagian-bagian yang disebut Die.


Wafer Slicing -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)


22. Memisahkan Die yang Gagal Befungsi

Die-die yang saat test pola merespon dengan benar akan diambil untuk tahap berikutnya.

Discarding faulty Dies -- scale: wafer level (~300mm / 12 inch)

23. Individual Die

Ini adalah die tunggal yang telah jadi pada tahap sebelumnya (pengirisan). Die yang terlihat di sini adalah die dari sebuah prosesor Intel® Core™ i7.

Individual Die -- scale: die level (~10mm / ~0.5 inch)

24. Packaging

Bagian dasar, die, dan heatspreader digabungkan menjadi sebuah prosesor yang lengkap. Bagian dasar berwarna hijau membentuk interface elektris dan mekanis bagi prosesor untuk berinteraksi dengan sistem komputer (PC). Heatspreader berwarna silver berfungsi sebagai pendingin (cooler) untuk menjaga suhu optimal bagi prosesor.

Packaging -- scale: package level (~20mm / ~1 inch)

25. Prosessor

Inilah prosesor yang sudah jadi (Intel® Core™ i7 Processor). Sebuah mikroprosesor adalah suatu produk paling kompleks yang pernah dibuat di muka bumi. Faktanya, dibutuhkan ratusan langkah - hanya bagian-bagian paling penting saja yang ditampilkan pada artikel ini - yang dikerjakan di suatu lingkungan kerja terbersih di dunia, sebuah lab mikroprosesor.

Processor -- scale: package level (~20mm / ~1 inch)


26. Class Testing

Selama test terakhir ini, prosesor-prosesor akan ditest untuk key karakteristik mereka (diantaranya test pemakaian daya dan frekuensi maksimumnya)

Class Testing -- scale: package level (~20mm / ~1 inch)

27. Binning

Berdasarkan hasil test dari class testing, prosesor dengan kapabilitas yang sama di kumpulkan pada transporting trays yang sama pula.

Binning -- scale: package level (~20mm / ~1 inch)

28. Retail Package

Prosesor-prosesor yang telah siap dan lolos test akhirnya masuk jalur pemasaran dalam satu kemasan box.

Retail Package -- scale: package level (~20mm / ~1 inch)

Artikel bergambar di atas adalah proses bagaimana sebuah chip (prosesor) dibuat. Bagaimana arus listrik dan prosesor-prosesor itu mengantarkan Anda hingga menampilkan artikel dari blog kesayangan kita ini di layar monitor Anda, itu lain cerita.

Sumber : Intel.com

Bagikan/share artikel ini:

Related Posts

Previous
Next Post »

16 komentar

Write komentar
Anonymous
August 3, 2009 at 5:56 AM delete

keren banget...

Reply
avatar
August 3, 2009 at 9:19 AM delete

Gue Bingung ....
Yang create saya ya...
Genius banget............................

Reply
avatar
August 3, 2009 at 2:45 PM delete

nih baru ilmu pengetahuan... salut.... nice post... ;)

Reply
avatar
Anonymous
August 3, 2009 at 6:20 PM delete

Kereeeen prosesnya. Setahu ane untuk kemurnian ingot Electronic Grade Silicon bukan 6N, akan tetapi 9N sampai 11N atau 99,9999999% sampai 99,999999999%

Reply
avatar
August 3, 2009 at 6:24 PM delete

Wah, tak kira buatnya pake solder :)

Reply
avatar
Anonymous
August 23, 2009 at 6:19 AM delete

jadi nggak butuh, kunci inggris, tang, obeng, gergaji dan lainnya ya?

Reply
avatar
Anonymous
October 10, 2009 at 6:46 PM delete

Process packaging kurang lengkap deh...dari single die sampai jadi single unit sbl siap test ..... ada process yang panjang

Reply
avatar
Anonymous
October 13, 2009 at 11:51 AM delete

wew kalo seluruh procesnya di posting bisa habisin berapa bab buku ya

Reply
avatar
Anonymous
October 19, 2009 at 12:02 AM delete

wow... saya sangat menghargai kepada ilmuan2 yg telah membuat sebuah prosesor.. bayangkan.. untuk PENANAMAN Ion dibutuhkan 300.000 Km/jam.. secepat apa itu??? lalu saya tegaskan kepada teman-teman yang akan membeli sebuah prosesor : belilah Prosesor dengan packaging didalam kotak jangan yanga hanya di dalam tray plastic biasa.. karna setiap packaging itu ada grade yang menentukan kualitas yang di keluarkan oleh QC (Quality Control). jadi betapa rumitnya dalam memproduksi sebuah prosesor... saya sangat terkesan kepada IT yg te pilih dalam pembuatan mokroprosessor. "saya : FITRA"

Reply
avatar
zheine
October 22, 2009 at 8:15 AM delete

cool abizz deh... pokoke muantepp.....

Reply
avatar
Anonymous
December 23, 2009 at 2:15 AM delete

wh saking kagum nya.... sampe bingung mau ngomong apaan nih.
yang pasti gua salut banget sama tu profesor....
moga tambah banyak kreasi baru lagi,,,,,,

Reply
avatar
Anonymous
December 23, 2009 at 10:50 AM delete

wahhh keren banget artikel yg ini bro... saluttttttttt....

Reply
avatar
June 17, 2014 at 11:40 PM delete

baru tahu ane cara bikinnya.. ternyata lumayan rumit juga ya??

Reply
avatar
July 29, 2017 at 12:58 AM delete

WAJIB LAPOR UNTUK POSTING DI GRUP ANDA SAYA CUMAN INGIN BAGI SOLUSI KEPADA TEMAN2 SEMUA KISAH NYATA ,
Aslamu alaikum wr wb..Allahu Akbar, Allahu akbar, Allahu akbar
Bismillahirrahamaninrahim,,senang sekali saya bisa menulis dan berbagi kepada teman2 melalui room ini, sebelumnya dulu saya adalah seorang pengusaha dibidang property rumah tangga dan mencapai kesuksesan yang luar biasa, mobil rumah dan fasilitas lain sudah saya miliki, namun namanya cobaan saya sangat percaya kepada semua orang, hingga suatu saat saya ditipu dengan teman saya sendiri dan membawa semua yng saya punya, akhirnya saya menanggung utang ke pelanggan saya totalnya 560 JT dan di bank totalnya 700JT saya stress dan hampir bunuh diri anak saya 2 orng masih sekolah di smp dan sma, istri saya pergi entah kemana dan meninggalkan saya dan anak anaknya ditengah tagihan utang yg menumpuk, demi makan sehari hari saya terpaksa jual nasi bungkus keliling dan kue, ditengah himpitan ekonomi seperti ini saya bertemu dengan seorang teman dan bercerita kepadanya, Alhamdulilah beliau memberikan saran kepada saya, dulu katanya dia juga seperti saya setelah bergabung dengan KI PALAH hidupnya kembali sukses, awalnya saya ragu dan tidak percaya tapi selama satu minggu saya berpikir dan melihat langsung hasilnya, saya akhirnya bergabung dan menghubungi KI PALAH DI NO HP 0823.8831.6351. Semua bantuan KI PALAH saya ikuti dan hanya 3 hari Astagfirullahallazim, Alhamdulilah Demi AllAH dan anak saya, akhirnya 3MLIAR yang saya minta benar benar ada di tangan saya, semua utang saya lunas dan sisanya buat modal usaha, kini saya kembali sukses terimaksih KI PALAH saya tidak akan melupakan jasa AKI jika teman2 BERMINAT, YAKIN DAN PERCAYA INSYA ALLAH, SAYA SUDAH BUKTIKAN SENDIRI DEMI ALLAH SILAHKAN TLPN DI NO 0823.8831.6351. (TANPA TUMBAL/AMAN)
BELIAU MELAYANI SEPERTI:
1.PESUGIHAN INSTANT 1 MILYAR
2.UANG KEMBALI
3.JUAL TUYUL MEMEK
4.ANGKA TOGEL GHOIB.DLL..
5.PELET KI PALAH

Reply
avatar