Yarıiletken Üretimi 101

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.

Bir cevap yazın