Компания
311,60
рейтинг
3 декабря 2010 в 22:55

Разное → Где производят процессоры Intel

   Ни для кого не секрет, что производственные фабрики компании Intel на данный момент являются одними из ведущих фабрик в мире по уровню технической оснащенности. Чем они отличаются от суровых Челябинских труболитейных заводов? А давайте посмотрим.

image

3 x Easter eggs

   Эта статья может быть в первую очередь полезна тем, кто хочет построить свою фабрику для производства процессоров – если подобная мысль у вас хоть раз возникала, то смело заносите статью в закладки ;)
… В Челябинске открылся новый завод по выпуску труб различного диаметра. Первые трубы различного диаметра уже сошли с конвейера…
   Для того, чтобы понять, о каких масштабах идет речь, я советую ознакомиться с предыдущей статьей под названием «Трудности производства процессоров». Важны понимать масштабы не столько самой фабрики (хотя и их тоже), сколько самого производства – некоторые «детальки» современных процессоров делаются буквально на атомарном уровне. Соответственно и подход здесь особый.

   Понятное дело, что без заводов в производстве не обойтись. На данный момент у компании Intel есть 4 завода, способных массово производить процессоры по технологии 32нм: D1D и D1C в штате Орегон, Fab 32 в штате Аризона и Fab 11X в Нью-Мексико.

image

Устройство завода

   Высота каждой фабрики Intel по производству процессоров на 300-мм кремниевых пластинах составляет 21 метр, а площадь достигает 100 тысяч квадратных метров. В здании завода можно выделить 4 основных уровня:

image Уровень системы вентиляции
   Микропроцессор состоит из миллионов транзисторов – самая маленькая пылинка, оказавшаяся на кремниевой пластине, способна уничтожить тысячи транзисторов. Поэтому важнейшим условием производства микропроцессоров является стерильная чистота помещений. Уровень системы вентиляции расположен на верхнем этаже — здесь находятся специальные системы, которые осуществляют 100% очистку воздуха, контролируют температуру и влажность в производственных помещениях. Так называемые «Чистые комнаты» делятся на классы (в зависимости от количества пылинок на единицу объема) и самая-самая (класс 1) примерно в 1000 раз чище хирургической операционной. Для устранения вибраций чистые комнаты располагаются на собственном виброзащитном фундаменте.

image Уровень «чистых комнат»
   Этаж занимает площадь нескольких футбольных полей – именно здесь изготавливают микропроцессоры. Специальная автоматизированная система осуществляет перемещение пластин от одной производственной станции к другой. Очищенный воздух подается через систему вентиляции, расположенную в потолке, и удаляется через специальные отверстия, расположенные в полу.
   Помимо повышенных требований к стерильности помещений, «чистым» должен быть и работающий там персонал — только на этом уровне специалисты работают в стерильных костюмах, которые защищают (благодаря встроенной системе фильтрации, работающей от батареи) кремниевые пластины от микрочастиц текстильной пыли, волос и частиц кожи. Такой костюм называется «Bunny suit» — чтобы надеть его в первый раз, может потребоваться от 30 до 40 минут. Специалистам компании для этого требуется порядка 5 минут.

image

image Нижний уровень
   Предназначен для систем поддерживающих работу фабрики (насосы, трансформаторы, силовые шкафы и т.п.). Большие трубы (каналы) передают различные технические газы, жидкости и отработанный воздух. Спецодежда сотрудников данного уровня включает каску, защитные очки, перчатки и специальную обувь.

image Инженерный уровень
   По назначению является продолжением нижнего уровня. Здесь находятся электрические щиты для энергоснабжения производства, система трубопроводов и воздуховодов, а так же кондиционеры и компрессоры.
   Пыль — мелкие твёрдые тела органического или минерального происхождения. Пыль — это частички среднего диаметра 0,005 мм и максимального — 0,1 мм. Более крупные частицы переводят материал в разряд песка, который имеет размеры от 0,1 до 1 мм. Под действием влаги пыль обычно превращается в грязь.

Интересные факты
• В плотно запертой с закрытыми окнами квартире за две недели оседает порядка 12 тысяч пылевых частиц на 1 квадратный сантиметр пола и горизонтальной поверхности мебели. В этой пыли содержится 35 % минеральных частиц, 12 % текстильных и бумажных волокон, 19 % чешуек кожи, 7 % цветочной пыльцы, 3 % частиц сажи и дыма. Оставшиеся 24 % неустановленного происхождения.
• Подсчитано, что один гектар газона связывает 60 тонн пыли.
   Для постройки фабрики такого уровня требуется около 3 лет и порядка $5млрд – именно эту сумму должен будет «отбить» завод в последующие 4 года (к тому времени как появятся новые технологический процесс и архитектура; необходимая для этого производительность – порядка 100 рабочих кремниевых пластин в час). Если после этих цифр ни одна мышца на вашем лице не дрогнула, то вот вам (уже для внесения в смету) еще немного приблизительной статистики. Для постройки завода требуется:
— более 19 000 тонн стали
— более 112 000 кубических метров бетона
— более 900 километров кабеля

Наглядный процесс строительства одной из фабрик компании (заливал в HD):



Intel Copy Exactly

   У большинства производителей полупроводниковой электроники оборудование и процессы, используемые в лабораториях для исследований и разработок, отличаются от того, что применяется на заводах по производству самой продукции. В связи с этим возникает проблема – при переходе с опытного производства на серийное, часто возникают непредвиденные ситуации и прочие задержки, возникающие из-за необходимости дорабатывать и адаптировать технологические процессы – в общем, делать всё для достижения наивысшего процента выхода годной продукции. Помимо задержки серийного производства это может привести и к другим осложнениям – да хотя бы к изменениям в значениях параметров техпроцесса. Соответственно, результат может получиться непредсказуемым.
   У компании Intel в такой ситуации свой подход, который называется Copy Exactly. Суть данной технологии – в полном копировании лабораторных условий на строящиеся фабрики. Повторяется все до мелочей — не только само здание (конструкция, оборудование и настройки, трубопроводная система, чистые комнаты и покраска стен), но и входные/выходные параметры процессов (которых более 500!), поставщики исходных материалов и даже методики обучения персонала. Все это позволяет работать фабрикам в полную силу практически сразу после запуска, но и это не главный плюс. Благодаря такому подходу фабрики имеют большую гибкость – в случае аварии или реорганизации, начатые на одном заводе пластины смогут быть сразу «продолжены» на другом, без особого ущерба для бизнеса. Подобный подход по достоинству оценили конкурирующие компании, но почему-то практически никто его больше не применяет.

   Как я уже говорил, в зале вычислительной техники Московского Политехнического музея компания Intel открыла свою экспозицию, одну из самых крупных в зале. Стенд получил название «От песка до процессора» и представляет собой достаточно познавательную конструкцию.

image

   Во главе зала стоит «Chipman» в точной копии костюма, которые применяются на заводах корпорации. Рядом – макет одной из фабрик; неподалеку стоит стенд, внутри которого находятся «процессоры на разных этапах» — куски оксида кремния, кремниевые пластины, сами процессоры и т.д. Все это снабжено большим количество информации и подкреплено интерактивным стендом, на котором любой желающий может рассмотреть устройство процессора (передвигая ползунок масштаба – вплоть до молекулярного строения). Чтобы не быть голословным, вот пара фотографий экспозиции:

image

image

image

В понедельник будет статья про само производство процессоров. А пока снова откиньтесь на спинку стула и посмотрите (желательно в HD) этот видеоролик:



Успехов!
Автор: @Boomburum
Intel
рейтинг 311,60

Комментарии (102)

  • +1
    Очень хочу побывать в музее Intel
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • –1
        Ну вот было бы в сутках чуть больше часов, обязательно бы сходил!
        • +3
          Говорят, в сутках великих людей было точно столько же часов, сколько в наших ) Я пользуясь случаем сходил туда, но, к сожалению, туда если идти, то действительно не на час и не на два — просто посмотреть на всякие железки-пластмасски это только половина удовольствия.
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +1
    Первое впечатление от картинки — процессоры Intel производят в чашках петри.
    • +4
      Это фотографии со стенда компании в Политехническом музее )
      Кстати, когда я был на открытии этого стенда, я отделился от всех и «случайно» пофоткал весь зал вычислительной техники. Считаю, что из этого мог бы получиться интересный материал… браться или нет? ) Не могу решиться — с одной стороны это займет много времени, с другой стороны — не у всех есть возможность там побывать.
      • +2
        Конечно браться ;)
      • +1
        определённо браться. будет очень интересно.
  • +6
    А почему бы не сравнивать с адекватными нашими заводами?
    Например www.angstrem.ru?
    У меня мама любила по этому поводу говорить: «не сравнивай жопу с пальцем».
    Просто как-то передернуло.
    • +3
      Меня больше всего удивил завод "Высота 239", который, кстати, как раз из Челябинска ) Прям офис гугла какой-то
      • +4
        +1
        Только хотел эту ссылку запостить! =)
        Был поражен этим репортажем
      • +2
        Фигасе цвета!!! Хочу туда! )
    • +4
      А почему бы не сравнивать с адекватными нашими заводами?
      Например www.angstrem.ru?

      Лучше с ним не сравнивать, поверьте мне. -))
    • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
      • 0
        OMG! ЭЛТ-мониторы в чистой зоне!
        10^-10 говорите? Оно на 10^-5 не тянет. Чтобы вы понимали что это — это несколько десятков пылинок на пластину в лучшем случае. Т.е. такая рулетка — заряжаешь на пластине 100 элементов, из которых на выходе, может быть, 5-10 случайно получатся годными.
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +7
    Последнее видео завораживает!
    • 0
      Позабавил чувак записывающий что-то в блокнот.
    • +1
      Да уж. Выглядит местами как фильм-фантастика :)
    • +1
      Да, только забавно, что это самые простые процессы: маркировка и упаковка всякая (то, что часто аутсорсят).
      К сожалению все самые интересные и действительно невероятно высокотехнологичные процессы (front end of line и back end of line) не показаны вообще. Впрочем, их красиво не снять: стоит машина и гудит потом из нее вафля едет в другую гудящую машину. :)
  • +10
    Как делаются процессоры

    www.youtube.com/watch?v=MPZiMYM2hfI
  • 0
    У меня все интеловские процы из малазии :)) Походу в Малазии заводы интела, где производят процессоры по технологиям 45нм и 65нм
    • 0
      Кристаллы делают в США на сабжевых фабриках, а уж потом в Малайзии ставят на подложки. Как-то так
      • 0
        Там делают packaging.
        В фильме из топика, кстати, в основном именно этот процесс и показан. Самый простой в производстве, который аутсорсят в Китай и прочую Ю.-В. Азию.
  • +3
    Это просто интелобл!
  • 0
    Кто знает, почему пластина (подложка) цилиндрической формы?
    • +9
      Потому что эти пластины нарезают из продолговатого цилиндрического кремниевого «буля»

      • +1
        вах, пасиб
        • +5
          Их еще называют «вафлями» :) Диаметр каждой такой вафли сейчас 300мм (при толщине примерно в 1мм), но вот-вот хотят перейти на 450мм (чтобы больше процессоров умещалось на одной пластине).
          На рендере вверху нарисован диск циркулярной пилы, но насколько я знаю, режут «вафли» специальными нитями с алмазным напылением.

          Можно посчитать сколько на каждом диске процессоров )



          • 0
            такую пластину нам на микропроцессорной технике показывал профессор
            • +1
              Ну, не думаю что именно _такую_ (именно такая пластина вышла бы профессору/институту в копеечку) — просто все эти «вафли» похожи внешне )
              Взгляните (pdf, 1.6Мб)
              • 0
                ну конечно не такую, на той пластине вроде первые «пентиумы» были
          • 0
            А то что по краям остается (скругленные части) как-то перерабатывается или идет в утиль?
            • 0
              Насчет вторичного использования точно не скажу, но думаю эти «неполноценные» участки даже в ходе первичной стадии производства не обрабатываются. То есть «рисунок» там есть, но внутри толком ничего нет — нет смысла делать их функциональными.
              • 0
                т.е. в след. статье нас ждет процесс усадки транзисторов в определенном порядке на вафлю, для создания необходимой логики?
                • 0
                  Ну… насчет индивидуально каждого транзистора не обещаю, но в целом да )
              • +1
                Они несут множество важных функций.
                Используются, в основном, для тестирования чипов, определения реальных условий техпроцесса и тп.
            • 0
              Место по краям и между отдельными чипами (die) используется для проверки процессов (tags), измерений всяких и тп.
              Утилизируется потом, конечно.
            • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          • 0
            Вот-вот случится лет через 5.
            Не факт, что случится вообще, по кр. мере в main-stream.
            Скорее всего если кто-то и перейдет в обозримом будущем, то только Самсунг.
            • 0
              Насколько я знаю, Intel планирует перейти на 450мм в 2012
              • +2
                Действительно, в 2008 году Интел и Самсунг заявили о том, что будут в
                2012 году пытаться сделать пилотную версию линии 450 мм.
                Чтобы начать производство реальных чипов к 2015 году. (Об этом можно
                прочитать в ITRS 2009, например).

                Однако, судя по последним данным проект сильно-сильно задерживается.
                Дело в том, что нет даже прототипов оборудования для большой части
                техпроцессов.
                Я так думаю, что если к 12 году у них будут alpha tools для всех шагов
                процесса — это уже будет круто. От алфа тула до того, что работает на
                линии — минимум 3-5 лет. Но скорее всего денег R&D много никто не
                даст: ралли прибылей на рынке IC заканчивается, так что больших трат
                на будущий год никто не будет делать.
                Итого, по наиболее оптимистическим прогнозам в 2016-17 году могут
                начать что-то выпускать.

                Вообще, если знаете язык, советую читать EETimes: информация гораздо
                лучше и полнее, чем то, что предоставляют в местечковых PR отделах
                компаний.
                • 0
                  Интересно… ну раз так, значит так ) Увеличение диаметра пластин это не такой важный шаг, как, например, переход с одного техпроцесса на другой, типа там с 32нм на 22 или 16. Увеличить блины всегда успеют )
                  • 0
                    по идее сильно себестоимость поможет снизить — площадь же и количество кристаллов в квадрате вырастет, а кол-во шагов техпроцесса останется тем же.
                    • 0
                      Но ведь и сложность техпроцесса увеличится
      • 0
        но тут можно уйти в цикл с вложенностью, почему «буль» цилиндрический =)
      • +1
        Ничего себе зубья у циркулярки :) От таких милиметровые царапины будут оставаться. Или это — нанопила? Как на логотипе РосНаноПил?

        Всё равно, картинка живописная :)

        P.S. Я понимаю, что реальный техпроцесс выглядит не так :) Просто шучу.
    • +1
      Это монокристалл вытянутый из зоны плавки, если его сделать квадратным, то он будет разрушатся в процессе вытягивания из расплава.
      • +1
        а, именно поэтому «буль» цилиндрический, а не параллелипипедный. Логично и понятно. Спасибо
    • 0
      Чтобы было проще справляться с краевыми эффектами.
      Ну и растет она так :)
    • 0
      Вот тут вообще всё становится понятно.
      Как делают процессоры
  • 0
    Чипы Intel ускоряют изобретения и инновации.
  • –9
    У вас опечатка в названии процессора. Itanic он, Итаник, а не Итаниум.
    • 0
      Официальный сайт компании так не считает :) Intel Itanium — самые ядрёные серверные процессоры.
      • –9
        Говорят, что они даже превосходят по скорости своего ближайшего конкурента от cyrrus logic — Titanic.
        • +6
          После вашего (неверного) замечания по поводу названия процессора Интел, не удержать себя от замечания вам — Cirrus Logic компания называется)
          • +4
            У человека точно не день Бекхэма )
          • –2
            Видимо, юмор amarao оказался слишком тонким.

            Объясняю: это была шутка!
  • +1
    «самая-самая (класс 1) примерно в 1000 раз чище хирургической операционной»
    помню, этим жарким летом была у меня необходимость делать много уколов ежедневно, и вот в виду ограниченности кол-ва докторов меня заводят в комнату между 2х операционных для того чтобы сделать необходимые инъекции. в одной из операционных нет никого, во второй — идет операция по удалению аппендицита. пациент разрезан, внутри копошатся врачи, замотанные марлей как мумии — для стерильности чтоб ни волосинка не попала в пациента, венчает обстановочку открытое на распашку окно — раз, вентилятор, дующий из комнатушки где я сижу в операционную — два.
    так чего там про стирильность операционной? =)
    • +8
      Операционная операционной рознь
      Человек человеку друг
      Зомби зомби зомби )
      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
    • 0
      Имелись ввиду явно не наши операционные) Хотя и у нас есть прекрасные больницы.
  • 0
    Мне более интересно, как проводятся ТО и ТР их оборудования, какие поломки бывают и что они делают в таких случаях, чрезвычайные ситуации.
  • –1
    Очень интересно и познавательно. Думаю заглянуть в Политехнический музей.

    На втором видео в промежутке 1:30 на ядрах готовых процессоров видно много пыли :)
    • 0
      Это не пыль, а бликующие на свете контакты )
      • –1
        Это точно не контакты. Контакты находятся с другой стороны кремниевых пластинок — там, где они крепятся к текстолитовой подложке. С этой стороны пластинки прижимаются к кулеру.

        Можно ещё предположить, что бликуют выгравированные надписи. Но всё же очень похоже на пыль :)
        • 0
          Не те контакты, которые «разводят» с обратной стороны для установки в сокет… но и явно не пылинки ) Они же видны на 1:44 — если бы на каждом чипе было столько пыли, то он гарантированно оказался бы не рабочим… да и почему эти пылинки только на чипах, а вокруг их нет?

          • +8
            Давайте я немного расскажу про все про это, т.к. это непосредственно связано с моей профессиональной деятельностью.

            Во-первых, контакты на самом чипе, что называется «die» — находятся конечно же, сверху.
            Сама кремниевая подложка (wafer) слишком толстая (порядка миллиметра), но эта толщина нужна для механической стабильности во время производства. Поэтому, когда основной этап производства закончен, снизу ее стачивают.
            Затем чип приклеивают внутрь корпуса и тонкими золотыми (алюминиевыми, медными) нитями соединяют контакты на чипе с контактами внутри корпуса. Эта техника называется wirebonding


            Конкретно про эти процессоры точно не скажу, но в общем логика именно такая — чип в корпус, золотыми нитями к выводам в корпусе, залить эпоксидкой, запечатать.

            Так что церные коробочки на фотографии и в видео — это не чип сам, это корпус чипа, и, как мне кажется, эти «пылинки» — или маркировка, или микроэлектроника (резисторы\конденсаторы) — вроде тех, что вокруг коробочки.
            • 0
              Я бы еще добавил то, что раньше площадки для прикрепления золотых проводников располагались по периметру кристалла (из технологических соображений). Но по мере увеличения плотности и сложности разводки, появилась технология расположения площадок на всей поверхности чипа.

              Возможно здесь как раз этот случай, хотя смущает разный рисунок. Если бы это было так, то и рисунок точек был бы везде одинаковый :)
              • 0
                Мне кажется это отблеск, и рисунок (точки) зависит от положения источника света и камеры.
              • +1
                (сорри за большую картинку, иначе не разглядеть)

                Про разводку согласен, я в тех чипах, которые мы делаем сами, разводку именно по краям делаю, примерно как в этом раннем чипе от Интела:



                Но вы, как мне кажется, ошибаетесь в том, что считаете это самим чипом.

                Я уверен, это именно корпус, потому что он слишком толстый для чипа, он не выглядит как чип, и кроме точек на нем ничего нет.

                Кроме высказанных выше версий могу добавить еще одну — это не микроэлектроника, а действительно контакты, но для этой же самой контролируещуй микроэлетроники (опять же как те штучки вокруг корпуса)…
  • 0
    красиво, прям будущее, а другие компании как производят процессоры AMD, NVIDIA было бы тоже интересно посмотреть, сходства, различия

    • 0
      NVIDIA — «fabless», т.е у нее нет своей фабрики для производства чипов. Фабрики типа TSMC, UMC занисмаются их производством.

      Тоже касательно ATI, но сейчас не знаю как дела обстоят после поглощения AMD. AMD в свою очередь тоже заводами не блещит ))
      • +7


        Количество тех, у кого есть свои фабрики и «дизайн» в зависимости от от техцпроцесса )
        • 0
          У АМД нет фабрик довольно давно, теперь все у арабов из Global Foundries. Картинка старая. Или на ней речь идет не про то, что Вы написали. ;)
      • 0
        АМД уже давно тоже фаблесс.
  • +6
    На первой фотографии в иллюминаторе внизу виден баг!
    • +3
      1/3 of easter eggs detected )
      • +1
        Логотип халвы на 3-й картинке багом считается? Если да, то 2/3.
        • 0
          Опередили ниже :)
      • +3
        1) Муха под стеклом на первой фотографии
        2) Лого хл2 на третьей
        3) Сиське на пятой :)

        Mission complete
        • +3
        • 0
          Ничего из перечисленного не нашел…
          • +1
            А, вот теперь видно, обновить забыл :) Но сиське на пятой так и не нашел
            • 0
              Рыженькое фото на дальнем стенде.
      • 0
        + рыжая тетка. даже тема сисек раскрыта :))
  • +1
    Уровни напомнили Umbrella из Resident Evil.
  • 0
    А муху под стеклом на первой картинке только я увидел?
    • 0
      пока писал, меня опередили (((
  • +3
    А логотип Half-Life 2? :))
  • –1
    Хоть у самого другой проц, но завод красава однозначно!!! Представьте себе экскурсию по 100 000 кв.м…
  • –1
    хороший материал. интересно. местами неожиданно удивляет. и в общем — наводит на мысли. благодарю.

    конечно интересно — с чего бы компании так пиарить собственные производства, неужели только для удовлетворения любопытства потребителей? по идее интел, как любой коммерческой организации в общем то тока побольше разработать и получить побольше прибыли.
    зачем давать все эти цифры — вряд ли кто то захочет повторить подобную стройку.
    какова образовательная часть вот в этой технологии распила на куски? ( это кстати распространненный штамп — везде вот эти круглые подложки… )
    ведь по идее гораздо интереснее методы формирования элементов или как перерабатывается бракованные процы… коих наверняка огромный процент (кстати какой?) даже на таком супер производстве…
    ну никак не система вентиляции и банни костюмы, ездящие по рельсам штуки и «трансеры» в коридорах.
    • 0
      про внутреннее устройство нашол в рекомендуемой автором в начале поста ссылке «Трудности производства процессоров». вопрос снимается )
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • 0
    Поразительно фабрики похожи на сами чипы и на то, что внутри чипа.
    wikimapia.org/#lat=45.544824&lon=-122.9176354&z=17&l=18&m=b&v=8
    • 0
      D1D явно DIP40 с конденсаторами или диодными мостами на выходе.
    • 0
      Еще поразительно при обезьяннем способе производства превращение, когда, например, инспекция оператором вейфера на микроскопе (самый кайф, самое интересное для вас!) становится в дебильно-показушном процессе работы ненужностью, издевательством над ним, он начинает делать это халтурно или фиктивно. Взаимообман супервайзеров и операторов (это не про Интел)
  • 0
    лямбда? слишком банально. уж лучше портрет брина и надпись RESIST.
  • 0
    Хорошо расширился завод, главное что производит качественные процессоры, не то что наш завод «Автоваза», интересно как он выглядит)
  • 0
    А я думал, что Bunny suit выглядит как в рекламе Pentium MMX.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное