Sekrety fabryk Intela. Jak się produkuje procesory?

Wytwarzanie procesorów to jeden z najbardziej zaawansowanych procesów produkcyjnych na świecie. Produkcja procesorów wymaga unikatowej specjalistycznej wiedzy, futurystycznego sprzętu, którego szczegóły technologiczne objęte są ścisłą tajemnicą, niewiarygodnej precyzji oraz gigantycznych nakładów finansowych. Stworzenie tylko jednej fabryki, w której powstaną najnowocześniejsze na świecie układy obliczeniowe, pochłania aktualnie ok. 8 miliardów dolarów.

1. lat temu Gordon Moore, współzałożyciel Intela, sformułował prawo Moore’a - przewidział, że tranzystory będą tanieć w postępie wykładniczym i jednocześnie zwiększać swą wydajność. Moore nie zdawał sobie sprawy z tego, że jego obserwacja stanie się motorem napędowym zmian w technologiach – począwszy od półprzewodników, poprzez sprzęt komputerowy i rozwiązania komunikacyjne, na Internecie skończywszy. Jego prawo definiuje niemal całe otoczenie, w którym dziś żyjemy. Najłatwiej dostrzec jego działanie przyglądając się ciągłej ewolucji procesu produkcji mikroprocesorów.

Płytki krzemowe –. najważniejsze elementy procesorów, wycinane są z okrągłych wafli o średnicy ok. 30 cm. Wafle przechowywane są w pojemnikach mieszczących 25 sztuk. By pracownicy nie musieli dźwigać ciężarów, fabryka wykorzystuje specjalny zautomatyzowany system transportu. Mamy tu do czynienia z prawdopodobnie najbardziej zautomatyzowanym procesem produkcyjnym na świecie, przypominającym żywy organizm.

Z jednego wafla krzemowego można wyciąć ok. tysiąca procesorów, jednak część z nich może być niesprawna, co wykrywane jest podczas rygorystycznych testów. Szereg naukowców w fabrykach Intela poszukuje każdego dnia metody stworzenia takiego wafla, z którego będzie można otrzymać wyłącznie układy najwyższej jakości.

Tworzenie układów złożonych z tranzystorów o wielkości 3. atomów (w obecnym 14-nanomentrowym procesie technologicznym) wymaga specjalnego środowiska. Dlatego jednym z najważniejszych miejsc fabryki procesorów jest specjalne, sterylne pomieszczenie zwane „clean roomem”. Czystość tego miejsca 1000-krotnie przekracza czystość sal operacyjnych w szpitalach. Tylko w takich warunkach można tworzyć najbardziej zaawansowane układy scalone.

Fabryka procesorów to olbrzymi ekosystem, w którym współpracują ze sobą tysiące zaawansowanych maszyn. Na powierzchni wielkości 4 boisk piłkarskich rozmieszczone są maszyny o wielkości budynków mieszkalnych. Niby proste, lecz muszą być rozmieszczone z precyzją do 2 cm. Tylko perfekcyjne dopasowanie mniejszych i większych elementów umożliwia produkcję.

W zawansowanym procesie produkcyjnym woda to istotny czynnik. Fabryki potrzebują znacznych jej ilości do czyszczenia wafli krzemowych, z których wycinane są procesory. Aby nie marnować tej wody, uzdatnia się ją w specjalnych stacjach filtrujących, a następnie wykorzystuje do picia lub do chłodzenia urządzeń.

Jedno opakowanie z 2. waflami krzemowymi, z których wycinane są dziesiątki tysięcy procesorów, może być warte nawet kilka milionów dolarów. Dlatego Intel zatrudnia inżynierów, których jedynym zadaniem jest poszukiwanie jak najbardziej bezpiecznych metod transportowania tych delikatnych materiałów.