Hayatımızın her alanında beyaz eşyada bütün elektronik cihazlarda kullandığımız en önemli elektronik bileşen silikon çiplerdir. Silikon Çipler veya mikroişlemciler nasıl yapılır sorusu merak edilen ve sık sorulan bir sorudur. Bugün bu makalede mikroişlemci nasıl yapılır sorusunu cevaplamaya çalışacağız. Fazla derin teknik bilgiye dalmadan Bilgi vererek bu konuda eğitim almamış olan kişilerinde mikroişlemci nasıl yapılır sorusuna bir cevap bulmalarını sağlamaya çalışacağız.
Mikroçiplerin Merkezi Teksas /ABD
Amerika’nın Teksas eyaletinde minyatür silikon çiplerin üretimi Uzun yıllardan beri yapılmaktadır. Teksas sadece Altıpatlar silahlar atlar ve kovboyların eyaleti değil aynı zamanda modern teknoloji ar-ge çalışmalarının yapıldığı büyük bir eyalettir. Dallas’ın 30 kilometre kuzeyindeki MEMC fabrikasında silikon çip üretimi yapılmaktadır. Oldukça karışık ve çağın ötesinde ki bu fabrikada geleceğin teknolojisini barındıran silikon Çipler üretiliyor.
Mikroişlemciler ve Transistörler
Yarı iletken olarak adlandırılan silikon kullanım şekline göre Elektrik akımını kesen ya da ileten madde olarak kullanılabiliyor. Bu sayede bilgisayar işlemcileri için gerekli olan transistörlerin üretimi sağlanabiliyor. Ancak transistörler çok fazla küçük boyutta olduklarından ve Bir işlemci için milyonlarca transistör gerektiğinden dolayı son olarak kullanılan silikonun son derece hassas tasarlanması gerekiyor. Mükemmel yapıda silikonların geliştirilmesi onlarca yıl almıştır. Fakat bugün gelinen noktada mikroişlemciler hayatımızı kolaylaştırıp yaşam konforumuzu arttırmaktadırlar. Polisilikon adı verilen madde fırınlarda 1460 derece sıcaklıklarda ısıtılarak hazırlanmaktadır. Bu işlemde Argon gazı da kullanılmaktadır. Argon gazı sayesinde içerideki havanın tamamen boşaltılması sağlanır. Böylece erimiş silikon elde edilir ve bu elde edilmiş olan erimiş silikon bir potada iyice karıştırılır. 200 kg ağırlığında tek parça silikon silikon dilimleme makinesi ne gönderilerek parça parça dilimlenir. Fabrikada bulunan 10 ton ağırlığındaki tel Testere Çok ince şekilde silikonu dilimlere ayırır, silikon 1 milimetrenin 3’te 2’si kalınlığında kesilir. Böylece %100 saflıkta silikon plakalar oluşturulur. Daha sonra bu parça tesviye işleminden geçirilir iyice cilalanarak pürüzsüz hale getirilir. Kimyasal cilalama işlemi de bu aşamada uygulanmaktadır. Sonuçta %100 pürüzsüz silikon yüzeyler elde edilir. Daha sonra bu malzeme parlatılır devre tasarımına hazır hale getirilir. Elde edilmiş olan bu silikon plakaların üzerinde milyonlarca transistörlü yerleştirmek Teksas İnstruments şirketinin işidir. Bu şirket 1958 yılında kurulmuştu ve o günden beri Çipler üzerinde çalışmalar yapıyor. Silikon parça üzerindeki milimetrik bir toz zerresi tüm çipi bozabilir bu yüzden tamamen stabil ortamlarda işlemler yapılmaktadır. Mikro işlemcilerin temel bileşeni transistörlerdir. Bu devre elemanları, başta anahtarlama olmak üzere, aç –kapa işlemlerini saniyede birkaç milyon defa yapabilirler. Hepsi de eş zamanlı olarak çalışırlar. Bir transistör beyz-emiter ve kollektörden oluşmaktadır. PNP ve NPN olmak üzere 2 farklı transistör vardır. Collector ayağına gelen DC elektrik akımı miliamperler seviyesinde bu bacak üzerinden akarak, beyz ve emiterde tasarlanan değerde mili amper akımlar çıkarır.