Dokumen tersebut membahas tentang mikroprosesor dan komponennya, mulai dari produksi wafer silikon kristal tunggal hingga fabrikasi chip. Dijelaskan proses pembuatan wafer silikon dari pasir, pembentukan kristal tunggal, pemotongan wafer, fabrikasi chip, hingga pengemasan akhir.

1. DEPT. of METALLURGICAL & MATERIALS
ENGINEERING
FAC. of ENGINEERING UNIVERSITAS INDONESIA
MICROPROCESSOR
CERAMICS TECHNOLOGY
ENMT606027
Nama: Benediktus Ma'dika
NPM : 1706986574

2. Gambar Mikroprosesor
Komputer
Mikroprosesor adalah prosesor
komputer yang mengabungkan
fungsi unit pemrosesan pusat
komputer (central processing
unit/ CPU) pada sirkuit
terintegrasi tunggal (integrated
circuit/IC), atau paling banyak
beberapa saja sirkuit yang
terintegrasi.

3. Komponen Mikroprosesor
Komputer
UNIVERSITAS INDONESIA
Komponen Mikroprosesor
Pentium
 Core: untuk unit eksekusi. Pentium memiliki dua
pipa integer paralel yang memungkinkannya
membaca, menafsirkan, mengeksekusi, dan
mengirim dua instruksi secara bersamaan.
 Branch Predictor: untuk menebak urutan mana
yang akan dieksekusi setiap kali program berisi
lompatan bersyarat, sehingga Unit Prefetch dan
Decode dapat mendapatkan instruksi yang sudah
siap sebelumnya.
 Floating Point Unit: Unit eksekusi ketiga dalam
Pentium, di mana perhitungan non-integer
dilakukan.
 Cache Level 1: Pentium memiliki dua cache on-
chip masing-masing 8KB, satu untuk kode dan
satu untuk data, yang jauh lebih cepat daripada
cache sekunder eksternal yang lebih besar.
 Interface Bus: membawa campuran kode dan
data ke dalam CPU, memisahkan keduanya yang
siap digunakan, dan kemudian
menggabungkannya kembali danmengirimkannya
kembali.

4. Komponen Mikroprosesor
Komputer
 Pusat Unit pemrosesan (Central Processing
Unit/CPU)
 Sirkuit Terintegrasi (Integrated Circuit/IC)
 Transistor
 Diode
UNIVERSITAS INDONESIA

5. Komponen Mikroprosesor
Komputer
(Integrated Circuit/IC)
 Sirkuit terintegrasi atau sirkuit
terintegrasi monolitik (juga disebut
sebagai IC, chip, atau mikrochip) adalah
satu set sirkuit elektronik pada satu
potongan datar kecil (atau "chip") dari
bahan semikonduktor, biasanya silikon.
 Integrasi sejumlah besar transistor kecil
ke dalam chip kecil menghasilkan
sirkuit yang merupakan urutan besarnya
lebih kecil, lebih murah, dan lebih cepat
daripada yang dibangun dari komponen
elektronik diskrit

6. Komponen Mikroprosesor
Komputer
(Transistor)
Transistor adalah perangkat
semikonduktor yang digunakan
untuk menguatkan switch
sinyal elektronik dan daya
listrik. Transistor tersusun dari
bahan semikonduktor yang
biasanya memiliki tiga terminal
untuk koneksi ke sirkuit
eksternal.

7. Komponen Mikroprosesor
Komputer
(Dioda)
 Dioda adalah komponen elektronik
dua terminal yang menghantarkan
arus dalam satu arah (konduktansi
asimetris); memiliki resistansi rendah
(idealnya nol) dalam satu arah, dan
resistensi tinggi (idealnya tak
terbatas) di bagian lain.

8. Struktur Kristal Single Crystal
Silicon
 Wafer kristal Si tunggal paling umum
digunakan dalam pembuatan IC.
 Si ini berasal dari pasir silika
 Dalam bentuk aslinya, sebagian besar
bahan padat ada dalam bentuk struktur
amorf atau polikristalin.
 Untuk itu, dalam membuat transistor
standar industri, substrat semikonduktor
kristal tunggal diperlukan karena
hamburan elektron dari batas butir pada
material polikristalin bisa mempengaruhi
karakteristik junction p-n.
 Celah pita yang lebih besar pada Kristal
Si tunggal(dibandingkan dengan Ge),
dapat mentolerir suhu operasi lebih
tinggi, rentang pengotor yang lebih luas
dan breakdown voltage lebih tinggi.
Wafer
Si
Kristal
tunggal
silinder
Si
kristal
tunggal
dipotong

9. UNIVERSITAS INDONESIA
Sifat Kristal
Silicon
Tunggal

10. Struktur Kristal Single Crystal
Silicon
Biasanya silikon (Si) mengkristal dalam
struktur berlian pada kisi kubik (cc
dengan konstanta kisi a0 = 5,43 Å. Basis
dari struktur intan terdiri dari dua atom
dengan koordinat (0, 0, 0 dan a0/4 (1,1,1)

11. Struktur Kristal Single Crystal
Silicon
Penyusunan dengan teratur atom silikon dalam
silikon kristal tunggal menghasilkan struktur pita
yang dapat ditentukan dengan baik. Setiap
atom silikon memiliki empat elektron di kulit
terluarnya. Pasangan elektron dari atom
tetangga dibagi sehingga masing-masing atom
berbagi empat ikatan dengan atom tetangga

12. Orientasi dan Doping
Untuk menunjukkan arah kristal, wafer kristal tunggal
sering memiliki flat-flat untuk menunjukkan orientasi
wafer dan doping. Standar yang paling umum adalah
standar SEMI:
 Jika flat minor 180 ° dari flat besar, wafer itu adalah
tipe-n <100>
 Jika flat minor 90 ° ke kiri atau kanan, wafer itu
adalah tipe-p <100>.
 Jika flat minor 45 ° di atas kiri atau kanan, wafer itu
adalah tipe-n <111>
 Jika tidak ada flat kecil, wafernya adalah tipe-p
UNIVERSITAS INDONESIA

13. Struktur Kristal Single Crystal
Silicon
Silikon kristal tunggal biasanya
diimplantasikan sebagai ingot silinder
besar yang memproduksi sel surya
bundar atau semi-bundar. Sel semi-
bundar mulai berbentuk lingkaran tetapi
ujung-ujungnya terpotong sehingga
sejumlah sel dapat lebih efisien
dimasukkan ke dalam modul persegi
panjang.

14. UNIVERSITAS INDONESIA

15. Fabrikasi
UNIVERSITAS INDONESIA

16. Fabrikasi
 Langkah pertama: Pembuatan Crude
Silicon atau metallurgical grade silicon
(MGS) dengan ~99% berbentuk
polikristalin.

17. Fabrikasi: Dari Pasir ke Wafer
Langkah kedua:
Pembentukan Trichlorosilane dengan cara
MGS di-grinded menjadi powder kemudian
direaksikan dengan HCl membentuk
Trichlorosilane (TCS) yang dimurnikan hingga
99,9999%

18. Fabrikasi: Dari Pasir ke Wafer
Langkah ketiga:
Pembentukan Elektronic grade silicon (EGS)
yang berbentuk polikristalin

19. Fabrikasi: Dari Pasir ke Wafer
 Langkah keempat:Pembentukan Kristal
Tunggal Si
EGS dipanaskan pada temperature
tinggi dan ditarik menggunakan Kristal
biji silicon menggunakan metode
Czhochralski (CZ) atau Floating Zone
(FZ)
Metode CZ
Silinder Kristal Tunggal Si

20. Fabrikasi: Dari Pasir ke Wafer
 Langkah kelima:Pemolesan
dan Ingot sawing
 Pemolesan ingot,untuk
menghilangkan groove

21. Fabrikasi: Dari Pasir ke Wafer
 Langkah kelima:
 Grinding
 Edge polished
 Slicing
 Lapping
 Polised
 Process control

22. Fabrikasi: Dari ke Chip

23. Fabrikasi: Dari Wafer ke Chip

24. Packaging:Proses Awal
UNIVERSITAS INDONESIA

25. Packaging: Proses Akhir
UNIVERSITAS INDONESIA

26. Integrasi D-3
UNIVERSITAS INDONESIA

27. Referensi
 (n.d.). Retrieved from https://www.pveducation.org/pvcdrom/manufacturing-si-
cells/single-crystalline-silicon
 (PDF) Silicon Interposer BGA Package with a Cu-Filled ... (n.d.). Retrieved from
https://www.researchgate.net/publication/278186475_Silicon_Interposer_BGA_Pack
age_with_a_Cu-
Filled_Through_Silicon_via_and_a_Multi_layer_Redistribution_Layer_Fabricated_via
_Electroplating
 American Elements. (2017, June 13). Silicon Single Crystal. Retrieved from
https://www.americanelements.com/silicon-single-crystal-7440-21-3
 Auslender, M., & Hava, S. (1970, January 1). Single-Crystal Silicon: Electrical and
Optical Properties. Retrieved from https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-
319-48933-9_21
 Bahan Kuliah Material Elektronik, Alfian F – Wahyuaji NP ,Departemen Teknik
Metalurgi dan Material UI,2019
 Gayde, W. (2019, May 20). How CPUs are Designed, Part 3: Building the Chip.
Retrieved from https://www.techspot.com/article/1840-how-cpus-are-designed-and-
built-part-3/
UNIVERSITAS INDONESIA