Modern işlemciler milyarlarca transistörden oluşan son derece karmaşık yapılar. Bu işlemcilerin temel yapı taşı ise silikon plaka (wafer) adı verilen dairesel yarı iletken levhalardır. Ancak her plaka mükemmel değildir.

İşte burada devreye “yield” yani üretim verimi kavramı giriyor. Peki bu terim ne anlama geliyor? Neden bazı işlemciler “kusurlu” doğar? Hadi bu soruların cevabına bakalım.

⚙️ Silikon Plaka (Wafer) Nedir?

İşlemciler, yüksek saflıkta tek kristalli silikondan üretilmiş, genellikle 200 mm – 300 mm çapında dairesel plakalara kazınarak yapılır. Her plaka, üzerinde onlarca hatta yüzlerce “die” (yani işlemci çekirdeği) içerir.

Bu plakalar, fotolitografi, iyon implantasyonu, aşındırma, doping ve metal kaplama gibi süreçlerden geçerek transistör yapılarıyla donatılır.

???? Yield Nedir?

Yield, bir silikon plakadan çıkan çalışır durumdaki işlemci yüzdesidir.

???? Formül olarak:

Yield (%) = (Çalışan die sayısı / Toplam die sayısı) × 100

Örneğin:

• Bir plakada 100 işlemci (die) üretildi
• Bunlardan 80 tanesi çalışıyor
• Yield = %80

???? Neden Her Die Çalışmaz?

Silikon üretimi atomik düzeyde hata toleransı gerektiren bir süreçtir. Bu nedenle:

• Mikroskobik toz parçaları
• Litografi sırasında lazer sapmaları
• Plaka kenarına yakın olanlarda bozulma
• Devre tasarımındaki mikro ölçekte sapmalar
• Malzeme içi mikroskobik kusurlar

gibi nedenlerle bazı işlemciler tam olarak çalışmaz veya kararsız davranır.

???? Yield Neden Önemli?

???? 1. Maliyet Hesaplaması

• Bir plakadan 100 yerine 50 çalışan işlemci çıkarsa, maliyet 2 katına çıkar
• Yüksek yield = Daha ucuza daha fazla işlemci → Daha rekabetçi fiyat

???? 2. Ürün Sınıflandırması (Binning)

• Bazı hatalı çekirdekler devre dışı bırakılır → Daha düşük model (örneğin i9 yerine i5) olarak satılır
• Bu da üreticiye stok esnekliği sağlar

⌛ 3. Ar-Ge ve Süreç Olgunluğu

• Yeni mimarilerde (örneğin 3 nm, 2 nm) ilk başta yield düşüktür
• Süreç olgunlaştıkça yield artar → Üretim maliyeti düşer → Ürün fiyatları düşer

???? Örnek: 5 nm ve 3 nm Üretiminde Yield

???? Apple’ın M3 işlemcileri gibi ürünler, bu erken yield süreçlerinde bile seçilmiş en kaliteli die’lardan üretilir.

???? Yield ile İlgili İlginç Gerçekler

• Plakanın ortasına yakın işlemciler, genellikle daha sağlıklı çıkar
• Kusurlu die’lar, bazı çekirdekleri devre dışı bırakılarak satılabilir (i3, Ryzen 3 gibi modeller bu şekilde doğabilir)
• Yield artırımı için yazılım simülasyonları, üretim simetri analizleri ve çevresel kontrol odaları kullanılır
• Üretim ne kadar küçük nanometreye inerse, yield düşme riski artar çünkü hata toleransı azalır

???? “Yield” Kullanıcının Cebini Nasıl Etkiler?

• ???? Düşük yield: Yüksek fiyat, az stok
• ???? Yüksek yield: Bol ürün, daha uygun fiyat
• ???? Aynı işlemci modeli içinde bile “iyi yonga – kötü yonga” farkı olabilir
• ???? Bazı overclock’çular, yüksek yield’li işlemcilere “golden sample” adını verir

✍️ Sonuç: Bir İşlemcinin Doğumu, Plakadaki Şansla Başlar

Yield oranı, işlemcinin maliyetini, modelini, performansını ve bulunabilirliğini doğrudan etkileyen sessiz bir kahramandır. Tüketicilerin genellikle farkında olmadığı bu mühendislik terimi, aslında piyasadaki her işlemcinin arkasındaki gerçek belirleyicilerden biridir.