Küçük Bir Mikroçip Üretmek İçin Büyük Çaba

Bakec

Member
Bazıları, bir insan saçının genişliğinden 10.000 kat daha küçük olan 50 milyardan fazla minik transistöre sahiptir. Yedi kat yüksekliğinde ve dört futbol sahası uzunluğunda koşabilen devasa, ultra temiz fabrika odası zeminlerinde yapılırlar.

Mikroçipler birçok yönden modern ekonominin can damarıdır. Bilgisayarlara, akıllı telefonlara, arabalara, ev aletlerine ve diğer elektronik cihazlara güç sağlarlar. Ancak tedarik zinciri aksamalarına da neden olan pandemiden bu yana dünyanın onlara olan talebi arttı ve küresel bir kıtlığa neden oldu.

Bu da enflasyonu körüklüyor ve ABD’nin yurtdışında üretilen çiplere çok bağımlı hale geldiğine dair alarmları yükseltiyor. Amerika Birleşik Devletleri, küresel yarı iletken üretim kapasitesinin sadece yüzde 12’sini oluşturuyor; en gelişmiş çiplerin yüzde 90’ından fazlası Tayvan’dan geliyor.

Çip üretim teknolojisinde uzun süredir liderliğini geri kazanmaya çalışan bir Silikon Vadisi devi olan Intel, çip açığını hafifletmeye yardımcı olabileceğine dair 20 milyar dolarlık bir bahis yapıyor. Chandler, Arizona’daki çip üretim kompleksinde, tamamlanması üç yıl sürecek olan iki fabrika inşa ediyor ve yakın zamanda New Albany, Ohio ve Magdeburg, Almanya’daki yeni tesislerle potansiyel olarak daha büyük bir genişleme planlarını duyurdu.

Bu küçük bileşenlerden milyonlarca yapmak neden bu kadar büyük inşa etmek ve harcamak anlamına geliyor? Ore., Chandler ve Hillsboro’daki Intel üretim tesislerine bir bakış, bazı cevaplar veriyor.

Çipler ne işe yarar




Silikon gofret tutan bir Intel çalışanı kullanıldı cips yapmak için.



Yongalar veya tümleşik devreler, 1950’lerin sonlarında hacimli transistörlerin yerini almaya başladı. Bu küçük bileşenlerin çoğu bir parça silikon üzerinde üretilir ve birlikte çalışmak üzere bağlanır. Elde edilen çipler veri depolar, radyo sinyallerini yükseltir ve diğer işlemleri gerçekleştirir; Intel, bir bilgisayarın hesaplama işlevlerinin çoğunu gerçekleştiren mikroişlemciler adı verilen çeşitli ürünlerle ünlüdür.

Intel, mikroişlemcilerindeki transistörleri akıl almaz boyutlara küçültmeyi başardı. Ancak rakip Tayvan Yarı İletken İmalat Şirketi, Apple’ın en yeni iPhone’ları için yongaları yapmak için seçmesinin önemli bir nedeni olan daha da küçük bileşenler üretebilir.

Çin’in kendisine ait olduğunu iddia ettiği bir ada olan Tayvan merkezli bir şirketin bu tür kazanımları, bilgi işlem, tüketici cihazları ve askeri donanımdaki ilerlemeleri her iki Çin’in de emelleri açısından riske atabilecek büyüyen bir teknoloji açığının işaretlerini artırıyor. ve Tayvan’daki depremler ve kuraklık gibi doğal tehditler. Ve Intel’in teknoloji liderliğini yeniden ele geçirme çabalarına ışık tuttu.

Çipler nasıl yapılır






Uzmanlık sıralar halinde dizilmiş makineler, işleme için bu sistemlerin içine ve dışına taşınan gofretlerle dolu bölmeleri alır. Kredi Kredi… The New York Times için Philip Cheung
Silikon gofretlerden malzemeleri talaş olarak aşındırmak için kullanılan makinelerden biri fabrikasyondur.



Yonga üreticileri her silikon parçasına giderek daha fazla transistör yerleştiriyor, bu yüzden teknoloji her yıl daha fazlasını yapıyor. Yeni çip fabrikalarının milyarlarca dolara mal olmasının ve daha az şirketin bunları inşa etmeye gücünün yetmesinin nedeni de budur.

Binalar ve makineler için ödeme yapmanın yanı sıra, şirketler plaka boyutunda silikon yonga levhalardan talaşlar üretmek için kullanılan karmaşık işleme adımlarını geliştirmek için yoğun bir şekilde harcamalıdır – bu nedenle fabrikalara “fabrika” denmesinin nedeni budur.

Muazzam makineler, her bir gofret boyunca yongalar için tasarımlar tasarlar ve ardından transistörlerini oluşturmak ve bunları bağlamak için malzeme katmanlarını biriktirir ve aşındırır. Bir seferde 25’e kadar gofret, otomatikleştirilmiş üst raylardaki özel bölmelerde bu sistemler arasında hareket eder.

Bir gofretin işlenmesi binlerce adım ve iki aya kadar sürer. TSMC, son yıllarda dört veya daha fazla üretim hattına sahip “gigafab” tesislerini işleterek üretimin hızını belirledi. Pazar araştırması firması TechInsights’ın başkan yardımcısı Dan Hutcheson, her sitenin ayda 100.000’den fazla gofret işleyebileceğini tahmin ediyor. Intel’in Arizona’daki planlanan 10 milyar dolarlık iki tesisinin kapasitesini her biri ayda yaklaşık 40.000 gofret olarak koyuyor.

Çipler nasıl paketlenir






Çipler yeni bir teknoloji kullanılarak istiflenir ve ardından paketlenir. Kredi Kredi… The New York Times için Philip Cheung
Tek tek çipler, ambalajlamadan önce bant ve makaralarda saklanır.

Çipler bir paketleme alt tabakasına eklenecektir.






Küçük “yongalar” doğrudan yapıştırılır paketleme işlemi sırasında gofret üzerine. Kredi Kredi… The New York Times için Philip Cheung

İşlemeden sonra gofret ayrı yongalar halinde dilimlenir. Bunlar, devre kartlarına veya bir sistemin parçalarına bağlanmak için test edilir ve plastik paketlere sarılır.

Bu adım yeni bir savaş alanı haline geldi, çünkü transistörleri daha da küçültmek daha zor. Şirketler artık birden fazla çipi istifliyor veya bir pakette yan yana dizerek tek bir silikon parçası gibi davranacak şekilde birleştiriyor.

Bir avuç çipi bir arada paketlemenin artık rutin olduğu bir yerde, Intel, bazıları TSMC ve diğer şirketler tarafından yapılanlar ve Intel fabrikalarında üretilenler de dahil olmak üzere dikkate değer 47 ayrı çipi bir araya getirmek için yeni teknolojiyi kullanan gelişmiş bir ürün geliştirdi. .

Talaş fabrikalarını farklı kılan nedir



Intel’in Hillsboro, Ore’deki kampüsü


Temiz oda içinde otomatik bir malzeme işleme sistemi yolu kuran çalışanlar.


Geniş kanallar, Intel’in Hillsboro kampüsündeki işleme makinelerinden gazları taşır.



Intel çiplerinin her biri genellikle yüzlerce ila binlerce dolara satılır. Intel Mart ayında masaüstü bilgisayarlar için en hızlı mikroişlemcisini örneğin 739 dolardan başlayan fiyatlarla piyasaya sürdü. İnsan gözünün göremediği bir toz parçası insanı mahvedebilir. Bu nedenle, fabrikalar bir hastane ameliyathanesinden daha temiz olmalı ve havayı filtrelemek, sıcaklık ve nemi düzenlemek için karmaşık sistemlere ihtiyaç duyar.

Fab’lar ayrıca, pahalı ekipmanın arızalanmasına neden olabilecek hemen hemen her türlü titreşime karşı dayanıklı olmalıdır. Böylece muhteşem temiz odalar, özel amortisörler üzerindeki devasa beton plakalar üzerine inşa edilmiştir.

Aynı zamanda çok büyük miktarlarda sıvı ve gazları hareket ettirme yeteneği de kritiktir. Yaklaşık 70 fit yüksekliğindeki Intel fabrikalarının en üst seviyesinde, havayı doğrudan aşağıdaki temiz odaya dolaştırmaya yardımcı olmak için dev fanlar bulunur. Temiz odanın altında, üretim makinelerine bağlanan binlerce pompa, transformatör, güç kabini, yardımcı boru ve soğutma grubu bulunur.

Su ihtiyacı



Hillsboro’nun su arıtma tesisi. Chip yapımı, günde milyonlarca galon su gerektirir.


Intel, 2030 yılına kadar Arizona’daki su kaynaklarını artırmak için çevre grupları ve diğerleriyle birlikte çalışmayı umuyor.


Bir kule, Intel’in Hillsboro tesisinde sudaki gazları giderir.



Fabrikalar su yoğun işlemlerdir. Bunun nedeni, üretim sürecinin birçok aşamasında gofretleri temizlemek için suya ihtiyaç duyulmasıdır.

Intel’in Chandler’daki iki sitesi toplu olarak yerel kamu hizmetinden günde yaklaşık 11 milyon galon su çekiyor. Intel’in gelecekteki genişlemesi, çiftçilere su tahsisini kesen Arizona gibi kuraklıkla boğuşan bir eyalet için görünüşte bir meydan okuma olan çok daha fazlasını gerektirecek. Ancak çiftçilik aslında bir yonga bitkisinden çok daha fazla su tüketir.

Intel, üç nehirden ve bir kuyu sisteminden sağlanan kaynaklara dayanan Chandler tesislerinin, kullandıkları tatlı suyun yaklaşık yüzde 82’sini filtreleme sistemleri, çökeltme havuzları ve diğer ekipmanlar yoluyla geri kazandığını söylüyor. Bu su, Intel’in finanse ettiği arıtma tesislerini işleten ve sulama ve diğer içilemez kullanımlar için yeniden dağıtan şehre geri gönderilir.

Intel, yerel topluluklar için su tasarrufu ve geri kazandıran projelerde çevre grupları ve diğerleriyle birlikte çalışarak Arizona ve diğer eyaletlerdeki su tedariğini 2030 yılına kadar artırmaya yardımcı olmayı umuyor.

Fabs nasıl yapılır



Hillsboro’da inşaat malzemeleri taşıyan işçiler.


Intel’in CEO’su, muhteşem inşaat ve ekipman yatırımı için hibe ve vergi kredisi sağlamak üzere milletvekillerine lobi yapıyor.


Intel’in Chandler’daki gelecekteki fabrikalarından birinin sitesi. Tesislerini inşa etmek için Intel’in üç yıl boyunca yaklaşık 5.000 kalifiye inşaat işçisine ihtiyacı olacak.





Chandler’daki iki yeni fabrikanın temellerini kazmak 890.000 metreküp kiri temizlemesi bekleniyor. Kredi Kredi… The New York Times için Philip Cheung



Chandler kazısından gelen kir, dakikada bir damperli kamyon hızında taşınacaktır. Kredi Kredi… The New York Times için Philip Cheung
Chandler sahasındaki inşaat malzemelerini taşıyan vinçler. Vinçler, diğer şeylerin yanı sıra yeni fabrikalar için 55 tonluk soğutucuları kaldıracak.



Intel’in gelecekteki fabrikalarını inşa etmek için üç yıl boyunca yaklaşık 5.000 kalifiye inşaat işçisine ihtiyacı olacak.

Yapacakları çok şey var. Intel’in inşaat şefi Dan Doron, temellerin kazılmasının dakikada bir damperli kamyon oranında taşınan 890.000 metreküp kiri kaldırmasının beklendiğini söyledi.

Şirket, 445.000 metreküpten fazla beton dökmeyi ve temeller için 100.000 ton takviye çeliği kullanmayı umuyor – Dubai’deki dünyanın en yüksek binası olan Burj Khalifa’yı inşa etmekten daha fazla.

İnşaat için kullanılan bazı vinçler o kadar büyük ki, parçaları bir araya getirmek için 100’den fazla kamyona ihtiyaç var, dedi Bay Doron. Vinçler, diğer şeylerin yanı sıra yeni fabrikalar için 55 tonluk soğutucuları kaldıracak.

Bir yıl önce Intel’in CEO’su olan Patrick Gelsinger, muhteşem inşaat için hibeler ve ekipman yatırımı için vergi kredileri sağlamak için Kongre’de lobi yapıyor. Intel’in harcama riskini yönetmek için, pazar değişikliklerine yanıt vermek için ekipmanla donatılabilen muhteşem “mermiler” yapımını vurgulamayı planlıyor.

Talaş kıtlığını gidermek için Bay Gelsinger’in diğer şirketler tarafından tasarlanan yongaları üretme planını yerine getirmesi gerekecek. Ancak tek bir şirket ancak bu kadarını yapabilir; telefonlar ve arabalar gibi ürünler, eski çiplerin yanı sıra birçok tedarikçiden bileşenler gerektirir. Ve hiçbir ülke yarı iletkenlerde de tek başına duramaz. Yerli üretimi artırmak tedarik risklerini bir ölçüde azaltabilse de, yonga endüstrisi hammadde, üretim ekipmanı, tasarım yazılımı, yetenek ve özel üretim için karmaşık bir küresel şirketler ağına güvenmeye devam edecektir.


Alana Celii




tarafından üretildi
 
Üst