Dal wafer al PC: dietro le quinte di alcuni degli impianti di produzione più avanzati di Intel

Test, cernita, confezionamento e collaudo. E poi altri test.

Il mondo della produzione di semiconduttori è opaco. Gli appassionati capiscono cos'è una CPU e cosa fa, ma i passaggi e i processi effettivi coinvolti nella sua produzione sono molto meno compresi da chiunque non abbia una o due lauree in ingegneria avanzata. Pertanto, quando Intel mi ha invitato a visitare le sue strutture a Penang, in Malesia, per saperne di più sulla magia della produzione di chip, sono stato più che felice di accettare.

In generale, le strutture malesi di Intel includono aree che tagliano e selezionano i wafer in arrivo, li assemblano e li installano su substrati prima che prendano la forma finale. In tutte le fasi ci sono test e altri test prima di essere testati ulteriormente. Siamo stati anche invitati a visitare i laboratori che analizzano die e chip guasti e persino uno che costruisce apparecchiature di test per le fabbriche Intel in tutto il mondo. Inoltre, c'è un laboratorio che testa l'attrezzatura di prova.

Uno dei rappresentanti Intel con cui ho parlato l'ha definita la produzione più avanzata del pianeta ed è difficile discuterne. Naturalmente, ci sono cose come i computer quantistici o i reattori a fusione all’avanguardia della ricerca scientifica, ma non sono in fase di produzione.

E comunque, tutta la ricerca e sviluppo che riguarda queste cose ha bisogno di tutto, dai laptop ai supercomputer. Ciò significa che hanno bisogno di chip come quelli che passano attraverso strutture come quelle della Malesia. E' un lavoro importante. Senza chip e transistor tutto si ferma.

La tecnologia, la scienza, la ricerca e lo sviluppo, l'ingegneria e, francamente, la magia di tutto ciò possono sembrare ultraterreni.

A livello personale trovo la produzione di semiconduttori assolutamente affascinante. La tecnologia, la scienza, la ricerca e lo sviluppo, l'ingegneria e, francamente, la magia di tutto ciò possono sembrare ultraterreni. Sono grato per la possibilità di dare una sbirciatina dietro le quinte e comprendere cosa c'è dietro questi magici frammenti di tecnologia.

Il tour era composto da due parti. Beh, tre davvero. Il primo giorno del tour prevedeva una visita alla struttura di assemblaggio e test di Penang (PGAT) di Intel. Il nome rivela il suo scopo. Questa struttura prende gli stampi in entrata e li monta sui substrati PCB, prima che venga applicato il materiale di interfaccia termica o la saldatura, seguito dai diffusori di calore. Il secondo giorno prevedeva un viaggio nella terraferma malese per una visita alle strutture di smistamento e pre-estrazione di Kulim.

Per questo articolo, l’ho suddiviso principalmente in base alla fase di produzione piuttosto che in ordine cronologico. Non ci era permesso registrare nulla e nemmeno portare un taccuino in molti posti, quindi spero che la mia cache cerebrale non abbia fallito.

Nell'ambito del tour, Intel ha illustrato la propria visione e i propri piani per i prossimi anni. Si riferisce al suo piano come IDM 2.0 (Integrated Device Manufacturer). Dopo aver lasciato cadere la palla con il suo lancio eccessivamente ambizioso a 10 nm seguito dalle ricadute della pandemia, l’azienda ha sicuramente avuto bisogno di un reset.

Ciò significa costruire catene di fornitura sostenibili e resilienti e adottare processi di produzione scalabili in modo efficace. Poi c'è l'uso di fonderie esterne, ove appropriato, e l'introduzione di Intel Foundry Services, dove i clienti fabless possono accedere alle competenze di produzione di Intel.

Molte di queste sembrano un po' amichevoli per le pubbliche relazioni, ma è chiaro che Intel sta portando avanti questa strategia da un po' di tempo. Basta guardare quanti soldi sta investendo in vari siti in tutto il mondo, corteggiando i clienti e cercando di raggiungere TSMC per la leadership nella produzione.

L'obiettivo aggressivo di Intel è raggiungere cinque nodi in quattro anni. Intel 7 è già in piena produzione, mentre Intel 4 (utilizzato da Meteor Lake) è in fase di sviluppo. Intel 3 è quindi un'evoluzione di Intel 4, mentre Intel 20A e 18A dovrebbero essere pronti per la produzione nel 2024. Ciò significa che ci stiamo avvicinando all'era degli angstrom, con la produzione inferiore a 1 nm (10A) già in fase di sviluppo.