INDOZONE.ID - Setiap kali membuka aplikasi di smartphone, bermain game di laptop, atau menyalakan mobil modern, ada satu komponen kecil yang bekerja di balik semuanya, yakni chip mikroprosesor.
Ukurannya memang hanya sebesar ujung jari, tetapi di dalamnya terdapat miliaran transistor yang saling terhubung dan bekerja dengan kecepatan luar biasa.
Chip atau integrated circuit (IC) menjadi pusat dari hampir seluruh perangkat elektronik modern.
Tanpa komponen ini, komputer, smartphone, hingga perangkat rumah pintar tidak akan bisa berfungsi.
Menariknya, proses pembuatan chip ternyata sangat kompleks dan membutuhkan teknologi dengan tingkat presisi ekstrem.
Bahkan, seluruh prosesnya dimulai dari bahan sederhana yang sering kita temukan di alam, yaitu pasir silikon.
Chip Mikroprosesor, Jantung Perangkat Elektronik
Chip mikroprosesor pada dasarnya adalah CPU atau central processing unit yang dibuat menggunakan material semikonduktor seperti silikon.
Di dalam chip tersebut terdapat rangkaian transistor mini yang bertugas memproses data dan menjalankan berbagai instruksi.
Mikroprosesor sendiri memiliki tiga bagian utama. Pertama adalah Arithmetic Logic Unit (ALU) yang bertanggung jawab melakukan perhitungan matematika dan logika.
Baca juga: Bukan Cuma RAM Besar, Kenali Macam-macam Chipset HP agar Performa Ponsel Maksimal!
Kedua, Register Unit (RU) yang menyimpan data sementara selama proses berlangsung.
Ketiga, Control Unit (CU) yang mengatur jalannya instruksi di dalam sistem.
Ketika mikroprosesor dipadukan dengan komponen pendukung seperti memori dan input-output, terbentuklah sebuah mikrokomputer.
Sementara jika semua komponen itu digabungkan dalam satu chip silikon, lahirlah mikrokontroler yang biasa dipakai pada perangkat elektronik pintar.
Meski ukurannya kecil, chip modern memiliki kepadatan komponen yang luar biasa. Dalam satu chip CPU modern saja, jumlah transistor bisa mencapai 26 miliar transistor.
Semua itu tersusun dalam lapisan mikroskopis yang hampir tidak bisa dilihat mata manusia.
Membuat Wafer Silikon
Pembuatan chip dimulai dari proses pemurnian kuarsa untuk menghasilkan silikon murni.
Material ini dipilih karena memiliki karakteristik semikonduktor yang sangat cocok untuk menghantarkan dan mengontrol aliran listrik.
Silikon murni kemudian dibentuk menjadi batang kristal tunggal atau ingot monokristalin.
Setelah itu, batang tersebut dipotong menjadi lembaran tipis berbentuk lingkaran yang disebut wafer silikon.
Wafer inilah yang menjadi fondasi utama dalam pembuatan chip mikroprosesor. Semua transistor dan jalur sirkuit nantinya dibangun di atas permukaan wafer tersebut.
Ukuran wafer modern biasanya mencapai 300 milimeter. Dalam satu wafer sebesar itu, pabrik semikonduktor dapat memproduksi sekitar 230 chip CPU atau hingga 952 chip DRAM yang ukurannya lebih kecil.
Litografi, Tahap Paling Penting dalam Pembuatan Chip
Setelah wafer selesai dibuat, proses berlanjut ke tahap litografi. Tahap ini bisa dibilang sebagai inti dari pembuatan chip modern karena seluruh pola transistor dicetak di sini.
Prosesnya dimulai dengan melapisi wafer menggunakan bahan sensitif cahaya bernama fotoresist. Setelah itu, sinar ultraviolet ditembakkan melalui fotomask yang berisi pola sirkuit berukuran nanometer.
Area tertentu pada fotoresist yang terkena cahaya UV akan berubah sifat sehingga pola sirkuit mulai terbentuk di atas wafer.
Bagian yang terkena cahaya kemudian dihilangkan untuk menciptakan jalur transistor dan koneksi antarkomponen.
Teknologi ini membutuhkan akurasi yang sangat tinggi. Sebab, ukuran transistor modern hanya beberapa nanometer saja. Kesalahan sekecil apa pun bisa membuat chip gagal berfungsi.
Tidak heran jika biaya dalam tahap ini sangat mahal. Satu fotomask yang dipakai pada proses litografi bahkan bisa memiliki harga hingga 300 ribu dolar AS.
Baca juga: Mau Pakai Gemini Intelligence? Ini Chipset dan RAM yang Dibutuhkan
Etsa dan Pengisian Material
Setelah pola terbentuk, wafer masuk ke proses etsa atau etching. Pada tahap ini, material yang tidak diperlukan akan dihilangkan sehingga pola sirkuit menjadi lebih jelas.
Selanjutnya, area tertentu diisi menggunakan bahan fungsional seperti logam tembaga atau isolator silikon dioksida.
Material tersebut nantinya membentuk jalur penghantar listrik sekaligus lapisan pelindung antarbagian chip.
Proses etsa dan deposisi ini dilakukan berkali-kali dengan tingkat presisi yang sangat tinggi. Tujuannya agar setiap bagian chip memiliki fungsi sesuai rancangan awal.
Chip Dibangun dalam Puluhan Lapisan
Chip modern ternyata tidak dibuat hanya dalam satu lapisan datar. Untuk meningkatkan performa dan efisiensi, struktur chip disusun dalam banyak lapisan bertumpuk.
Proses litografi, etsa, dan deposisi terus diulang hingga terbentuk sekitar 80 lapisan di atas wafer silikon. Setiap lapisan memiliki fungsi tersendiri, mulai dari transistor hingga kabel penghubung antarkomponen.
Seluruh lapisan tersebut harus sejajar secara sempurna dalam skala nanometer. Sedikit saja terjadi pergeseran posisi, performa chip bisa terganggu atau bahkan gagal total.
Karena rumitnya proses ini, pembuatan satu wafer membutuhkan waktu sangat lama.
Di pabrik fabrikasi semikonduktor, satu wafer bisa memerlukan waktu hingga tiga bulan untuk diselesaikan dengan total sekitar 940 tahapan proses.
Pabrik Chip Adalah Ruangan Super Bersih
Pembuatan chip tidak bisa dilakukan di sembarang tempat. Seluruh proses berlangsung di fasilitas khusus bernama pabrik fabrikasi semikonduktor atau fab.
Ruangan produksinya harus memiliki tingkat kebersihan yang sangat tinggi karena partikel debu kecil sekalipun dapat merusak pola transistor yang ukurannya sangat mini.
Itulah sebabnya setiap lapisan wafer diperiksa menggunakan mikroskop elektron. Jika ditemukan partikel pengganggu, wafer akan dibersihkan menggunakan air ultrapure atau air ultrapurni.
Ukuran pabrik fabrikasi juga sangat besar. Ruangan bersih di dalamnya bisa seluas delapan lapangan sepak bola dan dipenuhi ratusan mesin berukuran besar.
Beberapa mesin bahkan seukuran mobil van hingga bus kota, dengan harga mencapai 170 juta dolar AS per unit.
Untuk memindahkan wafer di dalam pabrik, digunakan wadah khusus bernama Front Opening Universal Pods atau FOUP. Wadah ini membawa tumpukan berisi 25 wafer dan dipindahkan menggunakan sistem transportasi otomatis di atas kepala.
Setelah Jadi, Chip Dipotong dan Dikemas
Baca juga: Bocoran Spesifikasi Xiaomi 17T dan 17T Pro: Chipset Kelas Tinggi dan Baterai Jumbo
Ketika seluruh lapisan selesai dibuat dan lolos pemeriksaan, wafer kemudian dipotong menggunakan laser menjadi chip-chip kecil.
Setiap chip diuji ulang untuk memastikan seluruh komponennya berfungsi dengan baik. Menariknya, chip yang mengalami kerusakan sebagian tidak selalu dibuang.
Bagian yang masih berfungsi akan dikelompokkan ulang agar tetap bisa dimanfaatkan secara efisien.
Tahap terakhir adalah pengemasan atau packaging. Chip dipasang pada papan sirkuit cetak dan ditambahkan penutup pelindung agar tahan terhadap panas maupun kerusakan fisik.
Setelah semua proses selesai, chip akhirnya siap digunakan pada berbagai perangkat elektronik modern.
Teknologi Kecil dengan Proses yang Sangat Rumit
Chip mikroprosesor mungkin terlihat sederhana dari luar, tetapi proses pembuatannya termasuk salah satu teknologi paling rumit yang pernah dikembangkan manusia.
Dari pemurnian silikon hingga penyusunan miliaran transistor dalam ukuran nanometer, semuanya membutuhkan presisi ekstrem dan fasilitas berteknologi tinggi.
Di balik cepatnya smartphone atau canggihnya komputer modern, ada ribuan langkah produksi yang bekerja nyaris tanpa kesalahan. Itulah mengapa sebuah chip kecil memiliki nilai yang jauh lebih besar daripada ukurannya.
Dilarang mengambil dan/atau menayangkan ulang sebagian atau keseluruhan artikel di atas untuk konten akun media sosial komersil tanpa seizin redaksi
Sumber: El.iti.ac.id
Author
TERPOPULER
TAG POPULER
BERITA TERKAIT
BERITA TERBARU
