Turinys:
Video: Bičių korių rėmeliai ir jų priežiūra (2) (Lapkritis 2024)
Man visada įdomu sužinoti apie tai, ko iš tikrųjų reikia, norint padaryti įrenginius, kuriuos mes laikome savaime suprantamais dalykais, ir joks procesas, kurį aš žinau, nėra toks sudėtingas, sudėtingas ar svarbus, kaip procesorių, maitinančių telefonus, asmeninius kompiuterius ir serverius, priėmimas. kurie valdo mūsų kasdienį gyvenimą. Taigi, pasinaudodamas proga aplankiau pažangiausią „GlobalFoundries“ gamyklą Maltoje, Niujorke, norėdamas pamatyti, kaip per pastaruosius kelerius metus vystėsi mikroschemų gamybos įmonė (arba FAB).
Tai nuostabus procesas - „Fab“ yra daugiau nei 1 400 pažangių žetonų gamybos įrankių, sujungtų tarpusavyje, o tipiškų vaflių, turinčių lustų, pagaminimas gali užtrukti iki šešių mėnesių. Mane labai sužavėjo vis didėjantis šio proceso sudėtingumas ir nepaprastas tikslumas, kurio reikia norint pagaminti lustus, kuriuos visi naudojame.
Aš lankiausi gamykloje, kuri dar vadinama „Fab 8“, anksčiau, kai ji buvo statoma ir kai ji tik pradėjo gaminti savo pirmuosius produktus: procesorius, skirtus 32 nm arba 28 nm proceso mazgams.
Augalas yra įdomioje vietoje: Liuterio miško technologijos miestelyje Maltoje, apie pusvalandį į šiaurę nuo Albanio. Niujorko valstija daugelį metų stengėsi į šį regioną atnešti daugiau technologijų, stengdamasi paremti SUNY politechnikos instituto nanoskalės mokslo ir inžinerijos kolegijas (CNSE) ir Albany Nanotech Complex - vieną pažangiausių pasaulyje mikroschemų. mokslinių tyrimų infrastruktūra, kurią sudaro „GlobalFoundries“, „Samsung“, IBM, daugelio tyrimų universitetų ir visų pirmaujančių mikroschemų gamybos priemonių gamintojų atstovai. AMD buvo pasirašiusi statyti gamyklą komplekse; Kai 2009 m. AMD nutraukė savo lustų gamybos operacijas, kad taptų „GlobalFoundries“ (dabar visiškai priklausanti Abu Dabio „Mubadala Investment Company“), naujoji įmonė pastatė gamyklą.
Mano paskutinio vizito metu prieš beveik šešerius metus pirmasis etapas, į kurį įeina 210 000 kvadratinių pėdų plovimo patalpa, skirta faktinei gamybai, buvo ką tik paruoštas ir pradėtas gaminti. Ankstyvasis gamybos etapas, o 2 etapas su papildomais 90 000 kvadratinių pėdų buvo statomas.. Svetainėje buvo 1300 žmonių, tačiau tuo metu buvo pagaminta palyginti nedaug gaminių.
(Vaizdas iš „GlobalFoundries“)
Šiandien šios dvi pirmosios fazės yra vienas 300 000 kvadratinių pėdų grynasis kambarys (300 pėdų pločio ir 1000 pėdų ilgio), o papildoma 160 000 kvadratinių pėdų 3 fazė taip pat visiškai veikia. Mačiau daug veiklos, gamino daug silicio plokštelių, užpildytų drožlėmis.
Tomas Caulfield, SVP ir „Fab 8“ generalinis direktorius, pabrėžė, kad „GlobalFoundries“ investavo daug daugiau į Niujorko valstiją nei jos pirminis įsipareigojimas. Kai pirmą kartą buvo suplanuota „Fab“, įmonė įsipareigojo investuoti 3, 2 milijardo dolerių, o tiesioginis darbuotojų skaičius - 1 200 žmonių, o metinis darbo užmokestis - 72 milijonai dolerių. Dabar, pasak jo, įmonė iš tikrųjų investavo daugiau nei 12 milijardų dolerių, joje dirba apie 3 300 darbuotojų ir metinis darbo užmokestis - 345 milijonai dolerių. Jis net neskaičiuoja nuo 500 iki 700 kitų asmenų, kurie dirba FAB, bet dirba kituose subjektuose, jis pažymėjo, pavyzdžiui, technikai, dirbantys įrankių pardavėjams, tokiems kaip ASML, Taikomosios medžiagos ar LAM tyrimai.
„GlobalFoundries“ taip pat veikia taip, kaip ji dabar vadinasi „Fab 9“ Burlingtone, Vermonte ir „Fab 10“ East Fishkill, Niujorke. Tai yra senesnės gamyklos, kurias jis įsigijo iš IBM. Bendrovė taip pat turi didelius pavyzdžius Drezdene, Vokietijoje, kur dirba su FDX silicio ant izoliatoriaus procesu; Čengdu, Kinija; ir Singapūre. Iš viso bendrovė sako, kad turi daugiau nei 250 klientų.
Caulfieldas teigė, kad fab yra vieno šaltinio AMD „Ryzen“ procesoriai, „Radeon GPU“ ir „Epyc“ serverio lustai, tačiau taip pat turi dešimtis kitų klientų.
„GlobalFoundries“ yra viena iš keturių kompanijų, gaminančių pažangiausias logikos mikroschemas. Kiti yra „Intel“, kuri lustus pirmiausia gamina savo reikmėms; „Taiwan Semiconductor Manufacturing Corp“ (TSMC) - novatoriška lustų liejykla, kuri gamina lustus daugeliui skirtingų klientų ir yra pagrindinė „GlobalFoundries“ konkurencija; ir „Samsung“, kuris daro mažai ką iš abiejų.
Gamyklos viduje
Šio vizito metu man ir keletui kitų žurnalistų buvo surengta ekskursija po objektą ir teko išgirsti, kaip gaminami žetonai. Vietoj to, kad pradėtumėte nuo grynojo kambario, kuriame lustai iš tikrųjų gaminami, ekskursija prasidėjo „sub-fab“, didžiuliame plote po švariu kambariu, kuriame tvarkoma įranga, reikalinga įrankiams, iš kurių gaminamos skiedros, paleisti. Tai apima elektrines, mechanines, vandens ir chemijos tvarkymo sistemas.
Johnas Painteris, vyresnysis patalpų direktorius, kuris vedė ekskursiją po šią zoną, paaiškino, kad visoje svetainėje yra daugiau nei 70 000 įrenginių, iš kurių nemaža dalis palaiko mažesnius drožlių gamybos įrankius, esančius švariame kambaryje. Beveik visas šias priemones reikia atvėsinti ir visos jos geriau veikia numatomoje temperatūroje, esant tam tikroms drėgmės ir slėgio sąlygoms, todėl dedama daug pastangų norint kontroliuoti aplinką. Tai darosi sudėtingesnė, nes įrankiai nuolat atnaujinami, kai kurie juda, o kiti išeina iš įrenginio. Dailininkas paaiškino, kad paprastai pagalbinei įrangai užtenka šešis kartus daugiau vietos nei grynajam kambariui.
Matėme zonas, kuriose apdorojamas atšaldytas išgrynintas vanduo, naudojamas gamyboje, ir chemines srutas tokiems dalykams kaip vaflių poliravimas. Fab yra sudėtingų įrenginių, stebinčių ir valdančių šias sistemas, kurios gali išmatuoti daiktus trilijonų dalimis, kad galėtų aptikti bet kokį sistemos nuotėkį, taip pat sudėtinga gyvybės apsaugos sistema. Papildomas fabula turi 30 pėdų lubas, o 2 fazės srityje yra mezzanine, kad technikams būtų lengviau pasiekti visą įrangą. Šiame aukšte yra daug atskirų sričių su atskirais įrengimais (nuo vandens ir chemikalų laikymo vietų iki stebėjimo sistemų) su aukščiau esančiomis myliomis vamzdynų, jungiančių jį su švaria patalpa. Pastebėjau, kad iš tikrųjų daug vamzdynų buvo padvigubinti, o jutikliuose vamzdžiuose buvo aptikta nuotėkio.
Taip pat aikštelėje yra nemažai kitų pastatų, įskaitant centrinį komunalinį pastatą su didesniais katilais ir aušintuvais, birių atliekų sistemas ir kt.
Iš viso gamykla naudoja 80 megavatų galią, kurią tiekia dvigubos 150 000 voltų linijos. Labai svarbu, kad galia būtų nepertraukiama, nes bet kokie pokyčiai gali sutrikdyti gamybą ir pažeisti perdirbamus vaflius. Todėl objekte yra atsarginė UPS sistema, smagračiai ir dyzelino generatorius.
Mane ypač domino, kiek vietos reikia naujajai EUV įrangai (apie kurią aptarsiu vėliau). Net grindų grindims šiai įrangai reikalingas didžiulis plotas, įskaitant ir savo miniatiūrinę valymo patalpą, kurioje įrankiai sukuria didelio intensyvumo lazerio šviesos šaltinį, kuris per grindis lenkiasi iki EUV įrankio gryname kambaryje. Pačiai EUV sistemai reikėjo naujų aušinimo ir elektros sistemų, taip pat ypač gryno vandens, specialių rezervuarų ir vamzdynų, kurie sumažina dalelių užterštumą.
Kad EUV sistema patektų į pastatą, pirmiausia buvo uždarytas pagrindinis fabula. Į lubas buvo įmontuotas 10 tonų kranas, o tada pastato šone išpjauta skylė, kad būtų galima perkelti masyvią naują sistemą į vidų. Šiam procesui iš dalies padėjo 3D kompiuterio projektavimo sistema, kurioje buvo naudojami nuskaityti vaizdai, kuriuose užfiksuota esamos įrangos padėtis iki milimetro lygio.
Iki „Švaros“
(Vaizdas iš „GlobalFoundries“)
Norėdami aplankyti patį valymo kambarį, turėjome apsirengti „zuikio kostiumuose“ (žr. Mano paveikslėlį šio įrašo viršuje), skirtuose sumažinti dalelių skaičių rajone ir riziką, kad tokia dalelė gali sugadinti vaflius. apdorojimas.
Vienas dalykas, kurį pastebėjau, yra tas, kad nors švarių kambarių grindyse yra daugybė mašinų - „GlobalFoundries“ duomenimis, jų yra daugiau nei 1400, tačiau žmonių nėra tiek daug.
Christopheris Belfi, pagrindinis gamybos operacijų inžinierius, kuris davė mums ekskursiją po švarųjį kambarį, paaiškino, kad tikslas yra, kad ant grindų nebūtų nė vieno operatoriaus. „Belfi“ teigė, kad vieninteliai jūsų matomi žmonės diegia arba prižiūri įrankius.
(Vaizdas iš „GlobalFoundries“)
Vietoj to, kad technikai perkeltų plokšteles iš vieno įrankio į kitą, plokštelės yra paskirstomos tarp įrankių per „Front-Opening Unified Pods“ arba FOUPs, kaip jie vadina, kurių kiekvienoje yra 25 vafliai. Iš viso 14 mylių nuo bėgių kelio juda ir vaflius tarp įrankių laiko 550 transporto priemonių. Jie taip pat perkelia tinklaines (mikroschemų kaukes, kurios nukreipia šviesą kiekvienam drožlių gamybos sluoksniui) iš centrinės saugyklos į įrankius, kur jie bus naudojami. Tai nesumažina reikiamo žmonių skaičiaus, teigė „Belfi“, nes įrankius vis dar reikia valdyti, tačiau tai sumažina laiką ir klaidas. Jis pažymėjo, kad bet kuriuo metu keliolika produktų yra keliose dešimtyse pirkėjų, o įvairiuose gamybos etapuose yra dešimtys produktų, ir kiekvienas produktas turi savo tinklainių rinkinį ir savo specifinį procesą, kuriam naudojamos skirtingos priemonės. „Belfi 8 Fab“ pavadino „automatiškiausiu FAB pasaulyje“. Žinoma, tai taip pat vienas naujausių.
Kai kuriuose rėmeliuose yra geltona šviesa, nes vienu gamybos proceso metu buvo svarbu įsitikinti, kad vaflis nėra veikiamas normalios šviesos. Tačiau šiomis dienomis vafliai visai nėra veikiami lauko šviesos, todėl jie yra mažiau reikalingi.
Vaflių gaminimas atliekamas daugybe žingsnių, ir kiekvienas turi savo grynojo kambario plotą: implantą (pridedant jonus prie silicio), cheminį mechaninį planarizavimą arba CMP (vaflo poliravimą), difuziją, plonasluoksnių nusodinimą, litografiją ir ofortas. Metrologijos įrankiai, naudojami lusto ypatybėms matuoti kiekviename žingsnyje, yra visame fabuloje.
Mes dažniausiai kalbame apie litografiją (kuri nurodo šviesos naudojimą, kad būtų galima išryškinti plokštelės modelį), nes tai tapo sudėtingiausiu žingsniu per pastaruosius kelerius metus. Dabartinė technika, apimanti 193 nm šviesos srauto naudojimą skystyje (vadinama panardinančia litografija), nėra tokia tiksli, kad būtų galima sukurti mažiausius elementus luste vienu paspaudimu, todėl mazgams, tokiems kaip 14 nm ir 7 nm, daugialypės ekspozicijos (kartais vadinami dvigubais modeliais ar net keturiais modeliais). Ekstremalus ultravioletinis spindulys arba EUV yra sudėtingesnė alternatyva, tačiau tokia, kurios gali prireikti, jei norime ir toliau gauti mažesnių funkcijų lustus, o „GlobalFoundries“ šiuo metu diegia du iš šių EUV aparatų, kuriuose yra vietos dar dviem. (Turėsiu daugiau informacijos kitame įraše.) Kadangi tai dar nėra paruošta, dabar visi „GlobalFoundries“ gaminami lustai (ir iš tikrųjų visi komerciniai lustai, kuriuos aš žinau, pagamintų bet kur) yra gaminami naudojant panardinamąją litografiją. Bet visi veiksmai yra esminiai, ir dėl bet kokio žingsnio klaidos plokštelės lustai gali būti nenaudingi.
Iš viso dabartinė mikroschema gali sudaryti iki 80 sluoksnių ir dar daugiau žingsnių, kai vafliai pereina tarp įvairių proceso etapų, ypač kai jie keliauja pirmyn ir atgal tarp litografijos ir ėsdinimo kiekviename daugialypio modeliavimo etape (tai gali užtrukti mėnesius gaminti tipišką aukščiausios klasės lustą). Tai yra žavus procesas ir aš džiaugiuosi, kad aš pamačiau iš pirmų rankų.
Kitame savo pranešime daugiau dėmesio skirsiu neseniai gamykloje sumontuotai EUV įrangai, taip pat „GlobalFoundries“ planams dėl būsimų lustų gamybos proceso žingsnių.
Norite sužinoti apie jūsų plačiajuosčio interneto greitį? Išbandykite dabar!
