45nmlik işlemciler piyasada , 45nm o kadar küçük bir boyut ki nasıl yapılıyo aklım almıyo , mikroskopla görülebilecek boyuttaki bu kadar karmaşık bişey nasıl yapılıyor anlayamıyorum
_____________________________
ZUNE/SAMSUNG/IPOD/SONY MÜZİK ÇALARLARI İNCELEMELERİM VE KARŞILAŞTIRMALARIM İÇİN TIKLA SONY SR290 KAMERA İNCELEMEM İÇİN TIKLA PSP FAT(3.90 M33)+2 ADET ORJİNAL SONY MEMORY STİCK PRO DUO 8GB İPOD CLASSİC 160 GB+CREATİVE EP630 BLACK ASUS M51SN (PENRYN T9300-NVİDİA 9500GS-2048 MB RAM-250 GB 5400 RPM HDD) 2 Mbit Sınırsız ADSL+Rapıdshare Premium
H E A R H I M S P E W I N G F O R T H A M E A N I N G T O M I S E R A B L E L I E S S U B M I T T O N O T H I N G A N D S W A L L O W M Y S P I T O F S C O R N
I N . T H E . Y E A R . O F . H I S . S O V E R E I G N R I D . U S . O F . Y O U R . J U D G E M E N T
Sayısal hayatımızın temelinde kuşkusuz yarı iletkenler vardır, bunlar karmaşık yapılarda transistörlerin hayata gelmesini sağlamışlardır. Transistörler verilerin depolanmasını ve değiştirilmesini sağlarlar, bu da karmaşık yapılardaki mikroişlemcilerin temelini oluşturmaktadır. Yarıiletkenler, kum veya kilden üretilmiş olsun, kişisel bilgisayarlardan tutun dizüstü bilgisayarlar veya cep telefonlarına kadar günümüzde tüm elektronik eşyaların kullandığı temel bileşenlerin hepsinde vardırlar. Modern otomobiller de yarıiletkenler ve elektroniksiz yapamazlar çünkü yarıiletkenler, hava değişimini, enjeksiyon işlemini, dikiz aynaların ayarlanmasını, camları ve direksiyonu dahi (BMW'nin Active Steering teknolojisi) kontrol ederler. Otomobillerin bütünüyle elektronik olarak çalışıp mekanik çözümleri terk etmesine an kalmıştır. İşlevlerini yerine getirebilmek için enerji gerektiren tüm cihazların yarıiletkenleri temel aldıklarını oldukça emin bir şekilde söyleyebiliriz.
Mikroişlemciler, yarıiletken temelli tüm ürünler arasında en gelişmiş olanlarıdır, öyle ki her biri milyarlarca transistörden oluşmuş olup, işlevsellikleri hayret uyandırır. Gelecek nesil çift çekirdekli işlemciler Intel'in 45-nm üretimini temel alacaklar ve yaklaşık 410 milyon transistörden (neredeyse tümü 6 MB L2 önbellek'te kullanılacak olsa bile) oluşacaktır. 45 nanometrede dendiğinde ise tek bir transistörün boyutundan bahsedilmektedir, bu da yaklaşık olarak bir insan saçının çapının 1000 kere inceltilmişine eşdeğerdir.
Kişisel Bilgisayar Piyasası: AMD, Intel'e Karşı
Advanced Micro Devices Inc. (AMD) 1969'da California eyaletinin Sunnyvale şehrinde kurulmuştur, Intel Corp.'un kuruluş tarihi ise bir yıl önce olup ana merkezi California, Santa Clara'da bulunmaktadır. AMD'nin biri Austin, Texas diğeri Dresden Almanya'da toplamda iki tane fabrikası vardır. Bir başka fabrikasının ise yapımı son aşamalara gelmiştir. Ayrıca AMD'nin IBM ile işlemcilerin teknolojik araştırmalarını geliştirme amacıyla ortak çalışma anlaşması vardır. Ancak Intel için durumlar farklı bunun sebebi ise üretim için tam 20 fabrikaya sahip olmasından kaynaklanıyor. Onun için Intel, AMD ile kıyaslandığında Davut ile Calut'a (Hazreti Davut'un öldürdüğü Goliat olarak da bilinen dev) benzer bir kıyaslama yapıldığını unutmamak gerekir.
Intel'in çok yüksek kapasitede üretim yapabilme avantajı var, bunun yanında boyutlar açısından bakıldığında da daha gelişmiş üretim süreçleri kullanıyor. Bu bakımdan Intel AMD'ye kıyasla bir yıl önde. Bunun sonucu olarak Intel, aynı alanın içerisine daha fazla transistör ve daha fazla önbellek sığdırabiliyor. AMD ise tersine, Intel'le rekabet edebilmek için, üretim sürecini en yüksek derecede verimlileştirmeye (optimize) çalışıyor. Bu noktada her ne kadar işlemcilerin tasarımı ve mimarisi çok farklı olsa da üretim süreçleri aynı temeller üzerinde kurulmuştur yine de pek çok farklılıkların olduğunu da unutmamak gerekir.
Mikroişlemcilerim Üretimi
Mikroişlemcilerin üretimi iki temel kısımdan oluşur: Birincisi, yonga plakasının (wafer) üretimidir. Hem AMD hem de Intel bunu kendi fabrikalarında üretirler. Yonga plakasının üretimi, iletkenlik özelliklerinin oluşumunu da kapsar. İkinci kısım ise yonga plakasının testini, işlemcinin kurulumunu (montajı) ve paketlemesini kapsar. Son aşamalar ise genelde işçiliğin ucuz olduğu yerlerde yapılır. Intel işlemcilerine bir göz atarsanız eğer montajın Kosta Rika, Malezya, Filipinler, vs. gibi ülkelerde yapıldığını fark edebilirsiniz.
Hem AMD hem de Intel piyasanın tüm kesimleri için olabildiğince az türde işlemci üretmeye çalışırlar. Intel Core 2 Duo mükemmel bir örnektir. Bu işlemcinin üç kod adı vardır: taşınabilir işlemciler için Merom, masaüstü için Conroe ve sunucu için Woodcrest. Üç türün işlemcileri aynı teknik temellerde yapılmış olup farklılıkları ise son üretim aşamalarında ortaya çıkar. Çeşitli özellikleri etkin ve etkisiz kılınır ve şu andaki saat hızındaki düzeyi Intel'e yonga üretimi açısından çok mükemmel bir verimlilik sağlar. Eğer çok taşınabilir (mobil) işlemciye ihtiyaç duyulursa, Intel Soket 479 modelinin üretimine yoğunlaşabilir. Veya masaüstü modellere ihtiyaç varsa Soket 775 modelinin paketlemesine, sunucu modellere ihtiyaç duyulursa Soket 771 paketlenmesine yoğunlaşabilir. Dört-çekirdekli modeller, iki blok (die) çift-çekirdeğin, dört-çekirdek için yaratılan tek bir paketlemenin içerisinde birleştirilmesinden oluşmuştur ve aynı üretim sürecinden geçerler.
Kısaca Üretim Süreci
Bir yonga, özel yapıdaki ince tabakaların silisyumdan üretilmiş yonga plakasına yerleştirilmesiyle ortaya çıkmaktadır. Her şey elektrik kapısı olarak işlev gören yalıtkan bir katmanın üretilmesiyle başlar. Ardından bir fotodirenç (photoresist) katmanına sıra gelir. Bu aşamada istenmeyen katmanlar yüksek frekanslı ışık veya farklı enerji kaynakları kullanılarak bir maske aracılığıyla ortadan kaldırılır. Bu ortadan kaldırma işleminden sonra, alt kısımlardan bazı silisyum dioksit parçaları ortaya çıkar. Bu kısımlar ise "etching" (güçlü kimyasal ile katman kaldırma işlemi) denilen başka bir işlemle ortadan kaldırılırlar. Ardından istenilen üç boyutlu yapı elde edilenene kadar farklı maddelerden oluşmuş katmanlara birkaç litografi işlemi uygulanır. Her katmanın (doped = uyarılabilir) doping maddesi veya iyonların katkısıyla elektiksel özellikleri değiştirilebilir. Tüm aşamalarda açılan pencereler sayesinde her katmana yerleştirilen metallerle ara bağlantılar sağlanır.
Yonga plakasının üretiminden sonra, görece ince olan yonga plakası daha da inceltilmesi gerekmektedir, böylece farklı bloklarda (die) kesilir. Bundan sonraki aşamada ise üretimin her kademesinin kalitesini ölçmek için birçok test yapılır. Elektrik veren algılayıcılar (probe) sayesinde yonga plakası üzerindeki bloklara test amaçlı olarak enerji verilir. Son olarak yonga plakası bağımsız bloklara ayrılır. Kapasitesine bağlı olarak, her blok bir işlemci olur ve belirli paketin içine ilave edilir, bu sayede korunmuş ve anakart üzerine kolayca kurulması sağlanmış olur. Tüm çalışan birimler çok yoğun zorlama deneylerine (stress test) sokulurlar.
Yonga Plakası Fabrikasyonu
İşlemcinin ilk üretim kısmı temiz bir oda da gerçekleştirilmiş olmalıdır; önemli noktalardan bir tanesi ise bu tür teknoloji için kullanılan donanımların aşırı derecede pahalı olmalarıdır. Gerekli tüm teçhizatlarla birlikte modern bir üretim fabrikası kurmak için yaklaşık olarak 2 - 3 milyar dolarlık bir sermayenin yanında işlemcinin seri üretimine geçmesi için fabrikanın birkaç aylık test aşamasından geçmesi gerekir.
Kısaca bahsedersek eğer, üretim süreci yonga plakası üzerine birkaç aşamadan oluşmaktadır. Bu süreçlerin içerisine "yonga plakası barı" (wafer ingots) da dahil etmek gerekir. Bu bar sonraki aşamalara geçebilmek için dilim dilim kesilir.
Yonga Plakası Üretimi
Her şey bir monokristalin büyümesiyle başlar. Bu büyüme, kristal bir tohumun, ergime noktası polikristalin ham silisyumun hafifçe üstünde erimiş bir silisyum banyosunda, asılı kalmasıyla olur. Burda kristali çok yavaş bir şekilde meydana getirmek çok önemlidir (bu işlem yaklaşık bir gün sürer); öyle ki bu şekilde düzgün bir atom hizalanması yaratılır. Birçok kristal kafesten oluşan silisyum polikristal veya amorf bir silisyum, yani ham madde, elektriksel açıdan istenmeyen yüzey yapıları meydana gelmesini sağlamaktadır. Silikonun erimiş olması farklı (uyarıcı maddeler - dope) doping maddelerin eklenebilmesini ve bu sayede elektriksel özelliklerinin değiştirilmesini sağlar. Silisyumun oksitlenmesini engellemek için tüm bu işlemler yalıtılmış bir atmosferik ortamda yapılması gerekmektedir.
Mono kristalin dilimler halinde kesilmesi için elmastan dairesel (annular) testere kullanılır çünkü bu çok hassas olmakla birlikte ham yonga plakasında düzensizlikler oluşturmaz. Yüzeyin istenildiği kadar düzgün olması için yonga plakası gerekli bazı aşamalardan geçmektedir.
Alüminyum oksit gibi aşındırıcı maddelerin yardımıyla yonga plakasından ince katmanların kaldırılması için döner çelik tabaklar kullanılır; bu işleme alıştırma (lapping = taşırma, bindirme) denir. Bu işlem sayesinde düzensizliklerin kalınlığını yaklaşık 0.05mm ile 0.002mm. (2000 nm.) arasında kalmaktadır. Bundan sonraki adım ise yonga hamurunun köşelerini yuvarlaklaştırmaktır, çünkü keskin köşeler katmanların soyulmasına sebep olabilirler. Bunun devamında etching (güçlü kimyasal ile katman kaldırma işlemi) işlemi, çeşitli kimyasalların (asidik asit, nitrik asit, hidroflorik asit) kullanımı ile gelmektedir. Bu sayede düzey yaklaşık 50 µm daha düzleştirilmiş olur.
Son aşama ise cilalama işlemidir, bu sayede kalınlık yaklaşık üç nm'ye düşürür. Bu işlem sodyum hidroksit ve silisyum tanelerinin karışımı ile yapılır.
Günümüzde mikroişlemciler için üretilen yonga plakların çapları 200 mm ile 300mm arasındadır. Bu sayede tek bir yonga plakasıyla üreticiler çok sayıda işlemci bloğu (die) elde edebilirler. Gelecek adımlar da ise 450 mm'lik yongaların üretilmesi var, ancak bunun 2013'ten önce mümkün olması beklenmiyor. Genelde, yonga plakasının boyutlarının büyümesi demek aynı bloklarla daha yüksek adetlerde üretim yapılması anlamına gelmektedir. Bir 300 mm yonga plakasındaki yonga sayısı bir 200 mm yonga plakasındaki yonga sayısının en azından iki katıdır.
Doping Ve Difüzyon
Monokristalin büyümesinden söz ederken "doping" hakkında da bahsetmiştik. Bununla birlikte doping işlemi son yonga plakasında ve sonrasında, litofotografi işleminde de uygulanabilir. Bu bize tüm kristal yapısının özelliklerini değiştirmektense belirli bölgelerin ve katmanların elektriksel özelliklerini değiştirmemizi sağlar (kısmi doping).
Doping olacak madde difüzyon (yayınım) ile eklenir. Doping maddesi, boş kısımları kristal yapılarla doldurarak silikon yapıların arasına konuşlandırır. Bazı durumlardaysa silikon yapıların yerini bile alabilmektedir. Difüzyon (yayınım) işlemi gazlarla (Azot ve Argon) katı veya farklı maddelerle de yapılabilmektedir.
Başka doping türü ise iyon emplantasyondur (aşılama). Bu işlem ortam sıcaklığında yapılır ve özellikle de önceden doping olmuş bir yonga plakasının değiştirilmesine yarar. Bu işlem ile daha önceden doping edilmiş maddenin yerine geçilir. Yonga plakasının sadece belirli kısımlarını işlemden geçirmek için yonganın bazı yerlerini maskelemek mümkündür. İyon aşılaması (implantation) hakkında söylenecek çok şey var, örneğin nüfuz derinliği, doping edilen maddenin yüksek ısılarda etkinleşmesi, kanallaşma, vs ama bunlardan bahsedersek çok fazla ayrıntıya girmiş ve bu makalenin amacından sapmış oluruz.
Maskenin Hazırlanması
Maskenin yaratılması için fotolitografik yöntem kullanılmaktadır. Tüm yonga hamurunun yüksek yoğunluklu ışığa veya farklı enerji kaynaklarına maruz kalmasını istemiyorsanız maskelerle çalışmak önemli olur bunun sayesinde sadece belirli bölgelere ışığın gelmesi sağlanabilir. Maskeleri siyah beyaz filmlerin negatifleri ile kıyaslayabiliriz. Tümleşik devreler birçok katmandan oluşmuşlardır (20 veya üstü); bunun sonucunda her bir katman için ayrı ayrı maskeler vardır.
Kromdan yapılmış çok ince bir katman kuvartz camın üzerinde örüntülenir ve buna da retikül (dürbünün göz merceğine yerleştirilen çizgi veya telden ibaret ağ) denir. Elektron hüzmesi veya lazerler kullanan çok pahalı aletler ile tümleşik devrelere veriler yazılır ve krom kaplı kuvartz katman oluşturulur. Maskenin tasarımında herhangi bir değişiklik yapılmak istediğinde yeni kullanılmamış bir maskeye ihtiyaç duyulur ki bu da işlemleri çok pahalı bir hale getirir. Özellikle devrelerin çok karmaşık yapıda olması maskelerin yaratılması işlemini çok maliyetli kılar.
Fotolitografi
Light source = Işık kaynağı, Mask = Maske, Lens to reduce image = Görüntüyü küçültecek mercek, Die being exposed on wafer = Yonga plakasının üzerinde ortaya çıkan blok
Litografi işlemiyle yonga plakasının üzerine örüntüler oluşturulur. Bu işlem genelde gerekli tüm katmanlar oluşturulana kadar birçok defa tekrarlanır. Bu katmanlar farklı farklı maddelerden oluşabilir ve hepsi birbirine çok özel bir biçimde (fiziksel olarak) bağlanmışlardır. Katmanların hepsi dopinglenebilir.
Fotoligrafi işlemi başlamadan önce, yonga hamuru önce temizlenir ve ısıtılır, bu sayede su ve yapışkan taneciklerinden arınmış olunur. Bu işleme "ön-pişirme" denir. Bunun sonrasında yonga plakası silisyum dioksit ile kaplanır. Yonga plakası üzerine yapışkan bir malzeme sürülür, bu sayede fotodirencin bir sonraki işleme dayanıklı olması sağlanır. Fotodirenç, yonga plakasının ortasından başlayarak uygulanır. Ardından yüksek devirde döndürülen yonga hamuru üzerinde fotodirencin yayılması sağlanır. Bu işlemin sonunda yonga plakası tekrardan ısıtılır ve buna da "son-pişirme" denir.
Lazer, mor ötesi ışını, röntgen ışını, elektron veya iyon hüzmesi, çeşitli ışık veya enerji kaynaklarıdır ve bunlar yüzeye direk olarak veya maske aracılığıyla etki ederler. Elektron hüzmeleri genelde maskenin oluşturulması, röntgen ışınları ve iyon hüzmeleri ise araştırma amaçlı olarak kullanılırlar. Günümüzde ise en çok kullanılan ışık enerjisi mor ötesi ışın ve gaz lazerleridir.
13.5 nm dalga boyuna sahip olan EUV ışıklar maske üzerindeki baskıyı silikon plakaya taşır.
İstenilen sonuçların elde edilmesi için ışığa maruz kalma süresi ve odaklanma çok önemlidir. Odaklanmanın düzgün olarak yapılmaması istenmeyen fotodirenç parçacıkları oluşturur örneğin bazı deliklerin oluşumu yeterince ışığa maruz kalmamasından oluşmaktadır. Böyle bir sonucu düşük ışıklandırmada da görebilirsiniz. Fotodirenç bağlantı levhaları çok geniş olabilirler ve bu durum deliklerin yeterli derecede ışığa tutulmamasından kaynaklanmaktadır. Aşırı ışıklandırma da çok büyük delikler veya çok ince fotodirenç bağlantı levhaları oluşturabilir. Bu işlemi optimize etmek için deneyim ve zaman gerekmektedir. İstenilmeyen delikler bağlantıları engelleyebilmektedir.
Adım attırıcılar (steppers) denilen düzeneklerle yonga plakasının istenilen konuma taşınması ve ardından tek bir blok veya tek bir satırın istenilen yere yerleştirilmesi sağlanır. "Mikro adım attırıcılar" veya "mikro maruz bırakma araçları" (micro exposure tools) ek olarak gerekli değişiklikleri yapabilmektedirler. Bunlar mevcut teknolojinin hata ayıklanmasını ve optimize edilmesini sağlarlar. Mikro adım attırıcılar 1 mm'den küçük alanlarda çalışırlar, öte yandan geleneksel adım attırıcılar daha büyür alanları kapsarlar.
Oymak (Etch) Ve Soymak (Strip)
Yonga plakası şu anda geliştirme denilen işleme girmeye hazırdır, burada zayıflamış fotodirençler çıkarılırlar. Bu işlem sayesinde "örüntülerin" silisyum dioksit üzerine aktarılması sağlanır. Islak veya kuru olmak üzere oyma işlemi (etch process) vardır: Islak işlemde kimyasal maddeler ve kuru işlemde gazlar kullanılır. Kalan fotodirençlerin giderilmesine ise "Soymak" denir. Üreticiler genelde yaş ve kuru "Soyucuları" (strippers) sıkça değiştirirler bu sayede fotodirençlerin tümüyle giderildiğinden emin olunur. Bu adım çok önemlidir çünkü fotodirençler organik maddelerdir öyle ki bunlardan düzgün bir şekilde giderilmezse yonga plakası üzerinde kusurlar oluşabilmektedir. Oyma ve soyma işleminden sonra yonga plakası ya incelenir (büyük adımlardan sonra genelde bu tür incelemeler yapılır) ya da yeni bir fotolitografi işlemene sokulur.
-Yonga Testi, Montaj Ve Paketleme
Yonga Testi
Tamamlanmış yongalar "yonga probu" denilen aygıtlarla test edilirler. Bu sistemler tümüyle yonga plakalarını alırlar, hizalar ve bir kontrol kartına gerekli bağlantıları sağlarlar, öyle ki her blok elektriksel açıdan bağlanmış olur. Özel yazılımlar ile tüm bloklar test edilirler.
Dilimleme (Dicing)
Dicing (küp küp kesmek) işlemi ise yonga plakalarını bloklar (zar) halinde kesmeye yarar. Bu noktada, önceki test aşamasından geçemeyen bloklar işaretlenirler ve bu sayede zarar görmüş kısımlar çalışan kısımlardan ayrılırlar. Çağdaş çözümler blokları işaretlemeye ihtiyaç duymazlar ancak "dicing" çözümü sayesinde veritabanında bir yonga plakası haritası çizilir.
Blok Bağlama (Die Bonding)
Blok bağlama işlemi; çalışan bir bloğun bir işlemci paketindeki çerçevesi üzerine yapıştırıcı bir madde ile uygulanmasıdır.
Kablo Bağlama (Wire Bonding)
Kablo bağlama işleminde paket ile blok arasında pin bağlantıları oluşturulur. Bu işlem için altın, alüminyum veya bakır kullanılmaktadır.
Kapsülleme (Encapsulation)
Günümüzde çoğu işlemci plastik bir paket içine bir ısı yayıcıyla birlikte paketleniyor.
Genelde bir blok, plastik veya seramik bir paketle kapsüllenir, bu sayede hasar görmesi engellenmiş olunur. Modern işlemciler ısı-yayıcı (heat-spreader) denilen bir tür koruyucuya sahip olmakla birlikte işlemci soğutucusu için daha fazla değme noktası sağlamaktadır.
Deneme & Yakma
Son adım, yeni bir test ve yakma işleminden oluşmuştur, bu aşama işlemcinin yapısına bağlı olarak çok yüksek derecelerde yapılır. Bir malzeme taşıma makinesi işlemcileri alır ve test soketlerine yerleştirir. Bir test aracıyla deneyler yürütülür ve işlemcinin tüm fonksiyonları analiz edilir.
Basılabilir versiyon
Tüm forumlar >> [Donanım / Hardware] >> Dahili Bileşenler >> Cpu >> İŞLEMCİLER NASIL ÜRETİLİYOR ??? 
11 Mayıs 2008; 13:39:37
Yeni mesajlar
Yeni mesajlar yok
Popüler konu, yeni mesajlar ile
Popüler konu, yeni mesajlarsız
Kilitli yeni mesajlar ile
Yeni mesajlar olmadan kilitli
Yeni mesaj at