Teknolojik Aletlerimizin Vazgeçilmezi Olan Mikroçipler Tam Olarak Nasıl Üretiliyor?

Mikroçiplerin üretimi 26 hafta sürebilir ve bu süreçte milyarlarca transistör bir tırnak büyüklüğündeki alana yerleştirilir. Pekala bu küçük lakin karmaşık aygıtlar nasıl üretiliyor?

Günlük hayatımızda her an kullandığımız telefonlardan bilgisayarlara, hatta birtakım mesken eşyalarımıza kadar neredeyse tüm teknolojik aygıtların kalbinde mikroçipler yatıyor.

Peki, bu minik dâhilerin nasıl üretildiğini hiç düşündünüz mü? Üretimİ, bilim ve mühendisliğin hudutlarını zorlayan, göz kamaştırıcı bir süreci içeriyor.

Mikroçip üretiminin birinci adımı, silikon açısından güçlü kum ile başlar.

Silikon, yarı iletken bir gereçtir. Yani yalıtkan ve iletken ortasında bir yerde olduğu manasına gelir. Silikonun iletkenlik özellikleri, saflığını değiştirerek yahut doping yaparak gereksinimlere nazaran ayarlanabilir.

Ayrıca silikon, Dünya’da en bol bulunan elementlerden biridir. Kumdan elde edilen silikon, karbon ile birleştirilir ve eritilerek %99 saf silikon elde edilir.

Daha sonra bu silikon, ultra saf hâle getirilerek tohum kristali eritilmiş silikonla temas ettirilir ve yavaşça çekilerek silikon atomları kristalin alt yüzeyine yerleşir.

Sonuç, saf silikonun büyük bir silindirik ingotu, yani “boule” olur. Boule, ince dilimler hâlinde kesilerek silikon plakaları elde edilir.

Silikon plakalar, üretim sürecinin en kritik etabıdır.

Mikroçipler, son derece steril ortamlarda üretilir zira en küçük bir toz tanesi bile üretim sürecini tehlikeye atabilir.

Üretim süreci ortalama 12 hafta sürer ve birinci adım, plakanın yüzeyine ince, iletken olmayan silikon dioksit katmanı eklenmesidir. Akabinde plaka, litografi için hazırlanır.

Litografi makinesinde plakalar UV ışığına maruz bırakılır ve çipin dizaynını içeren retikül üzerinden ışık geçirilir. Işığa maruz kalan alanlar sertleşirken maruz kalmayan alanlar sıcak gazlarla oyularak üç boyutlu mikroçip oluşur.

Çipin farklı kısımlarının elektriksel iletkenliği, kimyasallarla doping yapılarak değiştirilir. Bu süreç, daha karmaşık entegre devreler oluşturmak için yüzlerce defa tekrarlanabilir.

Bileşenler ortasında iletken yollar oluşturmak için çipin üzerine çoklukla alüminyum eklenir ve oyma süreciyle ince iletken yollar bırakılır.

Birkaç iletken katman, cam yalıtkanlarla ayrılır. Her bir çip, performans testi yapıldıktan sonra başka çiplerden ayrılır. Mikroçipler, temel bileşenler olan kapasitörler, dirençler ve transistörleri içerir.

Gelişmiş çiplerde, yüksek uç grafik kartlarında olduğu üzere, 28 milyar transistör bulunabilir. Daha fazla transistör, mikroçiplerin daha fazla komut göndermesini sağlar ve bu da hesaplama gücünü artırır.