Мне удалось заглянуть на крупнейшее зарубежное производственное предприятие Intel — вот что я узнал

Редко можно увидеть, как технологический гигант открывает свои двери, чтобы продемонстрировать, как он на самом деле работает. Но именно это имела в виду Intel, когда пригласила представителей мировой прессы и средств массовой информации посетить ее заводы в Малайзии. В рамках мероприятия Tech Tour 2023 производитель чипов подробно рассказал нам о том, как именно устроен процессор . Я многому научился, но прежде чем поделиться своим опытом, кратко расскажу об истории компании и планах на будущее в Малайзии.

Intel открыла свое первое оффшорное предприятие в Малайзии в 1972 году, в котором работало в общей сложности 100 сотрудников. Сегодня в Пенанге и Кулиме есть два крупных предприятия, площадь которых составляет около 900 000 кв. футов, на которых работают 15 000 сотрудников.

Учитывая растущие потребности и не отставая от стратегии IDM 2.0, Intel уже расширяет зону покрытия своих мощностей. В настоящее время строятся новый современный упаковочный завод под названием Pelican и испытательный комплекс под названием Falcon, которые, как ожидается, будут введены в эксплуатацию в ближайшие два года. Компания также запланировала застроенную площадь в 7 миллионов квадратных футов, а в будущем производственные площади площадью более 2 миллионов квадратных футов будут расширены до 16 зданий.

Посещение Intel в Малайзии

Тур был разделен на два дня, во время которых мы впервые посетили завод по сборке и испытаниям на Пенанге (PGAT). Здесь кремниевые матрицы собираются, проверяются и проверяются на наличие ошибок. Но именно на объекте Кулим начинается волшебство. Intel Kulim Die Sort Die Prep или KMDSDP — это современное оборудование для обработки кремниевых пластин — сырья, из которого состоят лучшие процессоры .

Этот завод получает кремниевые пластины с заводов-изготовителей, проводит процессы подготовки кристаллов, а затем классифицирует их для сборки корпуса и тестирования на различных сборочных/испытательных предприятиях Intel по всему миру. Объект KMDSDP расположен на материке, в отличие от объекта на Пенанге, который находится на самом острове, что означало более длительную поездку на автобусе по великолепно выглядящему мосту через море.

Как только мы добрались до Кулима, нам дали инструктаж и попросили надеть специальные костюмы кроликов с дополнительными головными уборами и защитой бороды, прежде чем мы сможем приступить к работе. Это было необходимо, поскольку производственные помещения должны быть защищены от пыли. Конечно, это также означало, что нам не разрешалось носить с собой ничего, включая телефоны, камеры и другое записывающее оборудование.

Подготовка штампа, сортировка штампа

Предприятие KMDSDP отвечает за две основные операции – подготовку штампов и сортировку штампов. На этапе подготовки штампа с производственных мощностей поступают целые 300-миллиметровые пластины, которые прикрепляются к гибкому майлару. Это полупрозрачные листы, необходимые для того, чтобы каждая матрица оставалась на месте после того, как она была вырезана и отделена.

В зависимости от типа процессора эти вафельные листы проходят несколько процессов, включая шлифовку, лазерное нанесение и механическую резку для создания отдельных чипов. Затем, используя специальную комбинацию вакуума и ультрафиолета, стружка отделяется от майлара. Эти отдельные чипсы затем помещаются в лотки с помощью роботизированных манипуляторов и помещаются в более крупные пластиковые коробки перед отправкой их на последующую операцию сортировки.

Далее каждый из этих чипов проходит тестирование на выявление дефектов и одновременно сортируется. Для этого Intel использует массивные модули сортировки размером с автобус, включающий в общей сложности 20 отдельных тестовых ячеек. Каждая испытательная камера весит около 1000 фунтов, и для ее маневрирования имеется специально разработанный подъемный механизм, который парит над полом, используя воздушную подушку, как судно на воздушной подушке. Перемещать этот гигантский транспорт одной рукой было почти волшебством.

Лотки загружаются с одного конца, а затем распределяются по различным испытательным камерам. Поскольку каждая испытательная камера работает независимо, рабочие могут получить доступ к испытательной камере из модуля сортировки в целях технического обслуживания. Каждый чип тестируется с помощью зондовой карты, оснащенной тысячами тонких игл тоньше человеческого волоса, которые подключаются к интегральной схеме испытательного оборудования. Эта плата-щуп измеряет электрические характеристики цепей микросхемы для оценки надежности и выявления дефектов. Все тестирование выполняется автоматически, а работник контролирует весь процесс с помощью различных мониторов.

Были также специальные машины автоматического наведения (AGV), которые привлекли всеобщее внимание, прежде всего, своим звуком, похожим на грузовик с мороженым. Их основная задача — обеспечить перемещение партий между складскими помещениями и испытательным оборудованием. Они практически не требуют вмешательства человека и парят вокруг объекта по выделенным маршрутам.

После того как лоток проходит этап испытаний и определения характеристик, его возвращают в зону, где пластина была разрезана на отдельные чипы. Чипы, не прошедшие этап тестирования, собираются отдельно и либо выбрасываются, либо перерабатываются. Лотки с чипами, успешно прошедшими все испытания, сортируются и присваиваются определенному SKU (Core i9, Core i7 и т. д.). Каждый чип вынимается из лотка и запечатывается между двумя слоями пленки, которую затем наматывают на катушку, чтобы ее можно было транспортировать на сборочные и испытательные предприятия, расположенные по всему миру, для дальнейшей обработки.

Переходим к сборке и тестированию

Следующая часть тура включала посещение Пенангского завода по сборке и испытаниям (PGAT), расположенного на острове Пенанг. Это производственное предприятие занимается сборкой и тестированием миллионов различных чипов каждый день. По сути, все катушки принимаются на этом предприятии, а затем каждая матрица снимается, упаковывается и тестируется, прежде чем они будут готовы к поступлению в магазины.

Процесс сборки и испытаний в PGAT состоит из шести ключевых этапов. Все начинается с процесса крепления чипа, при котором кристалл или чип прикрепляются к подложке — основному материалу процессора. Это делается с помощью процесса склеивания чип-чип Foveros (F2F), который был впервые представлен в 2019 году. Этот процесс требует высокой точности, поскольку любые дефекты могут привести к серьезному повреждению чипа. Дополнительный слой эпоксидной заливки наносится равномерно, чтобы удалить любые микроскопические зазоры между штампом и подложкой.

Следующий шаг — прикрепить встроенный теплоотвод (IHS) или крышку процессора. Это помогает эффективно рассеивать тепло в системах конечных пользователей. Машина используется для нанесения на штамп определенного количества термоинтерфейсного материала, а затем клея, чтобы можно было установить крышку IHS на место. Теперь у нас есть готовый продукт, готовый к действию. Но перед этим он должен пройти строгие испытания.

Когда процессор готов, он должен пройти различные тесты, чтобы убедиться, что продукт работает должным образом. Это делается в Лаборатории дизайна и разработки в PG16 на Пенанге.

Прежде всего, это тест на приработку, во время которого Intel подвергает чипы воздействию высоких температур и напряжений, чтобы выявить и устранить любые дефекты. Чипы, успешно прошедшие этот тест, затем приступают к электрическому тестированию, которое включает в себя проверку всех электрических дорожек, а также функциональности. Наконец, чипы должны пройти этап тестирования PPV, который должен подтвердить проверку продукта платформы для подтверждения функциональности в реальных компьютерных системах клиента, работающих под управлением Windows, Linux или других операционных систем. По сути, это процесс, который имитирует среду клиента и дополнительно тестирует различные аспекты, такие как память, линии PCIe и т. д.

Заключительный этап тура включал посещение Службы системной интеграции и производства (SIMS) — специального завода, производящего оборудование для тестирования и проверки процессоров в процессе их производства. Это предприятие не только производит испытательное оборудование для Intel в Малайзии, но и поставляет его на другие предприятия Intel по всему миру.

У нас была возможность проверить некоторое испытательное оборудование, включая тестер высокой плотности записи (HDBI), тестер модульного тестера высокой плотности (HDMT) и тестер системного уровня (SLT). Тестер HDBI используется для выполнения стресс-тестирования при высокой температуре и напряжении на процессорах Intel, в то время как HDMT обеспечивает возможность выполнения классового или серверного тестирования. Intel заявляет, что этот тестер используется на их заводах и в лабораториях для разработки новых продуктов и увеличения производства процессоров. Наконец, SLT используется для подтверждения того, что продукты Intel будут работать в среде, аналогичной потребностям клиентов. Каждый тестер разработан с учетом особенностей и точных требований ЦП, гарантируя достаточный охват тестами и поддерживая качество продукции.

Беспрецедентный опыт

Весь опыт наблюдения и понимания процесса производства процессоров был поистине беспрецедентным. Я был абсолютно впечатлен огромным масштабом операций и сложностью производства отдельной единицы конечного продукта. Весь производственный комплекс функционирует как хорошо смазанный механизм, однако в его основе лежат различные сложности и неутомимая преданность своему делу сотрудников компании.

Навигация по различным участкам производственных мощностей не только дала мне более глубокое понимание того, как компания производит свои чипы высшего уровня, но и дала четкое представление о будущем Intel. Ее обязательство внедрить пять узлов в течение следующих четырех лет может показаться маркетинговой стратегией, но оно кажется вполне осуществимым, особенно с учетом впечатляющих возможностей ее производственных предприятий. Эти заводы также гарантируют, что компания следует своей стратегии IDM 2.0 в области производства, инноваций и лидерства в продукции.

Однако важно понимать, что у Intel не будет беспрепятственного пути к успеху. Существует жесткая конкуренция со стороны таких конкурентов, как AMD и других производителей чипов, и только время покажет, сможет ли Team Blue сохранить свое лидерство в отрасли.

На данный момент мы ожидаем, что Intel выпустит новые мобильные чипсеты позднее в этом году под названием Meteor Lake 14-го поколения . Ожидается, что это станет важной вехой для компании, поскольку она будет использовать процесс Intel 4, что сделает ее первой линейкой чипов, использующей 7-нм техпроцесс. Вскоре после этого ходят слухи, что процессоры следующего поколения для настольных ПК также появятся в качестве обновления существующей линейки Raptor Lake 13-го поколения.