Intel inaugura fábrica de processadores de última geração em Penang, Malásia

Resumo- - - - A Intel está na Malásia há mais de 50 anos © Intel

Dentro de quinze dias, a Intel apresentará a arquitetura Meteor Lake, garante de um dos desenvolvimentos mais importantes que a empresa experimentou nos – pelo menos – últimos dez anos. Como prelúdio desta apresentação, pudemos visitar a fábrica da Intel em Penang, na Malásia.

A instalação de Penang, que foi a instalação inicial da Intel no exterior, não fabrica os renomados wafers que servem de base para os núcleos de seus processadores. No entanto, desempenha um papel igualmente significativo no avanço tecnológico, conduzindo operações como corte, teste e embalagem de chips Intel.

A Intel está estabelecida na Malásia há 51 anos, mas a sua influência estende-se muito além das fronteiras nacionais para abranger o mundo.

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Viajar para lugares com comodidades semelhantes às encontradas em Penang não é feito impulsivamente. Para ser franco, visitar esses destinos faz parte do plano de comunicação da Intel, que passou por inúmeras melhorias incrementais ao longo dos anos. Parece que a empresa está agora a recuperar a sua posição em termos de inovação com o lançamento da geração Meteor Lake, que é apenas um aspecto da sua estratégia mais ampla que visa revitalizar as suas capacidades de produção de ponta, ao mesmo tempo que adopta métodos de fabrico avançados.

O plano Intel Design Manufacturer 2.0 resumido em poucas palavras © Intel

Embora o campus de Penang seja sem dúvida uma das maiores e mais modernas instalações existentes atualmente, não é de forma alguma um caso isolado. Na verdade, existem atualmente dez centros de produção afiliados à Intel localizados em todo o mundo. Embora alguns deles possam ser encontrados em países como a Irlanda ou Israel, o que diferencia Penang de todos eles é o seu estatuto único como a primeira instalação deste tipo a ser estabelecida fora das costas da América. Isto por si só é uma prova do espírito pioneiro desta parte do mundo, que nunca foi destinada apenas à fabricação de componentes eletrônicos de última geração.

Uma narrativa que começou em meio a circunstâncias desfavoráveis, como

Em 1972, a Intel tomou a decisão de estabelecer operações em Penang, juntando-se a um seleto grupo de empresas americanas, como a AMD, que foram persuadidas pelo governo da Malásia. Naquela época, Penang era utilizada principalmente para fins agrícolas; no entanto, em questão de meses, transformou-se num centro de produção do chip 8008, que sucedeu ao seu antecessor. Embora os métodos de produção utilizados durante este período fossem sem dúvida menos sofisticados em comparação com os padrões actuais, revelaram-se suficientes para a tarefa em questão.

Representantes da Intel se reúnem com o Dr. Lim da Penang Development Corp. em 1972 © Intel

Originalmente, a força de trabalho era composta por aproximadamente cem pessoas. Actualmente, o objectivo é recrutar mais de quinze mil funcionários em Penang e Kulim, abrangendo uma área superior a oitenta e três mil metros quadrados. Atualmente, dezesseis estruturas estão funcionais, enquanto expansões adicionais estão em andamento. Apesar da nossa oportunidade de explorar quatro destes edifícios… preocupações de segurança impediram-nos de capturar imagens; assim, a Intel gentilmente forneceu fotografias.

Em meio século, o desenvolvimento do complexo de Penang foi verdadeiramente notável e louvável.

Classificação e preparação de corações em Kulim (KMDSDP)

A localização de Penang compreende duas áreas distintas – a ilha de Penang e a região continental de Kulim. Durante nossa visita às instalações, percorremos a sequência do processo em ordem cronológica inversa, começando com o último estágio de produção de chips. Este relatório investiga as complexidades do “processador” e dos seus componentes, à medida que embarcam na sua viagem desde o seu ponto de entrada inicial na Malásia até ao seu estado final de prontidão para envio.

Sob luz âmbar (sem UV), um funcionário da Intel examina um wafer recém-recebido © Intel

A fase inicial do extenso processo envolvido na fabricação dos chips Intel ocorre em Kulim, situado no extremo oposto da Ponte Penang. Ao chegarem de países como Irlanda ou Israel, os wafers passam por uma inspeção na entrada em Kulim. Os requisitos rigorosos das salas limpas exigem que todos os jornalistas usem macacões, comumente chamados de “fatos de coelho”. No entanto, o que realmente se destaca é a iluminação ambiente única – emitindo uma tonalidade âmbar – projetada para manter a “aderência” das folhas Mylar nas quais os wafers são colocados durante o manuseio.

Nosso traje pode dar a impressão de inteligência, porém, usar essas “roupas de coelho” é uma medida necessária de proteção © Intel

Na Intel, o processo de separação dos corações individuais é conhecido como “singulação”. A fase inicial envolve o emprego de um laser para definir meticulosamente os limites de cada coração. Posteriormente, um sistema de maquinaria totalmente fechado é utilizado para extrair cuidadosamente os corações. Para garantir uma precisão excepcional, são utilizadas lâminas com ponta de diamante; os corações são cortados com precisão, enquanto a folha protetora de mylar abaixo deles permanece intacta. Além disso, o wafer é imerso em água para eliminar prontamente quaisquer detritos e manter uma temperatura baixa durante todo o procedimento.

Um dos robôs amigáveis ​​usados ​​para transportar processadores pela fábrica © Intel

Assim, os componentes centrais dos nossos próximos modelos de processador são transportados por um sistema automatizado de braços robóticos para o equipamento real de teste e categorização. A câmara já não necessita da iluminação que emana do brilho âmbar, mas as fileiras de máquinas SDX-entidades colossais pesando mais de quinhentos quilogramas cada-continuam a causar admiração. Cada SDX compreende cerca de duas dúzias de dispositivos de teste, e os próprios núcleos são enviados separadamente em recipientes plásticos compactos.

O processo de fabricação de wafers e de esculpir meticulosamente formatos de coração com a máxima precisão é uma tecnologia proprietária da Intel Corporation.

O objetivo do mecanismo interno desenvolvido pela Intel é decidir qual das três designações possíveis – 13900, 13900K ou 13900KS – ​​seria atribuída a um conjunto de núcleos de processador planejados, como aqueles destinados ao modelo Core i9-13900. Naturalmente, esta decisão depende da frequência operacional máxima que o hardware pode suportar e sustentar. Contudo, não recebemos nenhuma informação detalhada sobre a metodologia utilizada para avaliar e categorizar as capacidades de desempenho destes componentes.

Intel se recusa a dizer o número de SDX por metro quadrado… mas é impressionante © Intel

De uma forma mais narrativa, mas igualmente impactante para a nossa natureza relativamente desprotegida como visitantes, vale a pena notar que estas máquinas SDX substanciais são manobradas manualmente. Para ser mais preciso, eles são posicionados sobre uma espécie de almofada de ar logo acima do solo, o que permite que apenas duas pessoas realizem facilmente a manutenção de rotina ou outras tarefas semelhantes.

O uso de SDXs é empregado para verificar cada núcleo individualmente antes de sua integração final, conforme afirma a Intel.

Dentro das instalações do SDX, inúmeras agulhas em miniatura são empregadas para avaliar e avaliar a funcionalidade dos circuitos eletrônicos. Após a aprovação do SDX, os marcapassos cardíacos são dispostos sequencialmente ao longo de uma extensa extensão de material, servindo como meio de prepará-los para transporte posterior. Já os aparelhos rejeitados ou não vendidos são descartados como lixo; no entanto, apesar das nossas investigações persistentes, a taxa exacta de alienação permanece desconhecida e deve ser mantida num mínimo absoluto.

Cada um desses rolos contém centenas de chips © Intel

Montagem e testes em Penang (PGAT)

À medida que a nossa visita inicial chega ao fim, encontramos estes “rolos de coração” que são transportados a vários quilómetros de distância até às próprias instalações de Penang. Ao chegarem, eles entram na fase de processamento, onde passam por um procedimento de embalagem conhecido como “Foveros 3D”, uma tecnologia avançada desenvolvida pela Intel e continuamente aprimorada nas gerações subsequentes.

A imagem mostra um processo de fabricação de semicondutores no qual os substratos estão sendo montados. Os rolos, que foram esvaziados do seu conteúdo, são utilizados para transportar e alinhar os substratos durante este processo. Além disso, existem vários chips que também estão presentes no substrato durante a montagem. Esta imagem é protegida por direitos autorais da Intel Corporation.

O processo começa assim que os rolos forem coletados. Inicialmente, os núcleos devem ser separados uns dos outros e conectados à placa de circuito impresso (PCB) verde correspondente. Esta operação requer o uso de milhares de pequenas esferas que servem como adesivo entre o núcleo do processador e o substrato. Depois, uma máquina aplica calor a todo o conjunto, elevando a temperatura para mais de 300 graus Celsius. Simultaneamente, uma fina camada de epóxi é aplicada para preencher quaisquer lacunas e garantir uniformidade em todo o componente. Esta “pasta” amarela é visível em algumas imagens.

Chips de aquecimento para garantir a montagem adequada © Intel

Na chegada, o processador estava quase pronto, com a etapa final envolvendo a aplicação do TIM (Thermal Interface Material), uma espécie de pasta térmica que serve de adesivo para o IHS (Integrated Heat Spreader). Esta é uma etapa crucial no processo de fabricação, que muitas vezes é removida às pressas pelos overclockers em busca de melhor desempenho. Depois de aplicado, o processador passa por testes de “burn-in” para garantir a funcionalidade adequada e identificar possíveis problemas ou irregularidades.

Durante o processo de instalação do TIM (mostrado à esquerda), vários componentes são instalados, incluindo o Distribuidor de Calor Integrado (IHS) protegido por direitos autorais da Intel. Esta imagem também mostra o IHS sendo instalado antes, durante e depois do processo de aplicação do TIM.

A etapa final deste procedimento não é de forma alguma insignificante e, embora não possa ser categorizada na “produção” de CPU, a Intel investe recursos consideráveis ​​para validar seus produtos. Além disso, esta tarefa não é simples nem direta; implica a classificação ou agrupamento dos processadores de acordo com seu desempenho. Anteriormente, havia discussões sobre a classificação dos núcleos durante o processo de corte; no entanto, o desafio atual reside na identificação do modelo de processador específico com base nos resultados dos testes.

Verificação ultrarrápida da parte traseira de cada chip montado em Penang © Intel

A aplicação de níveis elevados de temperatura e tensão às CPUs por longos períodos tem sido um tópico de discussão. Parece que a Intel optou por não divulgar esta informação publicamente. Para classificar esses processadores de acordo com suas capacidades de desempenho, possíveis falhas podem ser identificadas e utilizadas como critério. Por exemplo, os chips podem ser designados como Core i3, i5, i7 ou i9 com base na quantidade de núcleos funcionais que possuem. Além disso, tem havido discussões sobre a separação dos chips destinados à série F – aqueles que não possuem uma solução gráfica integrada – caso seja determinado que o componente GPU está com defeito. Somente após esta etapa final a próxima fase poderá começar.

Independentemente do nível de avanço tecnológico numa instalação de produção, continua a ser essencial ter supervisão e validação humana. Este princípio é válido mesmo quando se utilizam sistemas de automação de última geração. Tal como sublinhado pela Intel, este conceito sublinha a importância do envolvimento humano na garantia do controlo de qualidade e da precisão nos processos de produção.

Após a conclusão do procedimento de burn-in, os processadores são transferidos para a Plataforma de Verificação de Desempenho (PPV). Este estágio envolve a simulação do uso real dos processadores por meio de várias cargas de trabalho em vários sistemas operacionais. Embora a Intel tenha se recusado a fornecer detalhes adicionais sobre esta fase, é evidente que uma série de ferramentas proprietárias desenvolvidas internamente são empregadas durante os processos de fabricação e testes, todas operando sob as mais rigorosas medidas de confidencialidade.

Três dos componentes montados em Penang: compare o minúsculo Lago Meteoro com a enorme Ponte Vecchio © Intel

Antes de encerrar nossa visita e nos dispensar, a Intel nos apresentou sua última vitrine de laboratório-um verdadeiro cemitério de processadores. Aqui, o objetivo era coletar e examinar os chips descartados para identificar as razões do seu mau funcionamento. Os problemas podem surgir em vários estágios durante a produção e é essencial que a Intel compreenda a causa raiz para mitigar quaisquer perdas potenciais.

No lado esquerdo encontra-se um impressionante aparelho de testes que foi desenvolvido internamente pela Intel Corporation.

Vários workshops utilizaram diversas técnicas, incluindo imagens ultrassônicas e varredura infravermelha. Cada workshop foi projetado especificamente para focar em um aspecto específico do processo. Empregando tecnologia avançada de sonar, as máquinas são capazes de realizar análises abrangentes das estruturas internas de chips defeituosos. Esses dados são posteriormente transmitidos às equipes de design, onde podem ser usados ​​para informar futuras revisões ou novos designs de processadores.

Uma das múltiplas estações de verificação de falhas: o infravermelho é essencial aqui © Intel

Para o Lago Meteoro e além!

Não tivemos a oportunidade de observar as etapas finais do processo de montagem da CPU, em que esses componentes partem de nossas instalações em Penang e são transportados para uma clientela significativa para incorporação em sistemas de computador acabados ou redistribuídos a atacadistas para posterior venda no varejo. Espera-se que a linha de fabricação projetada especificamente para Meteor Lake seja concluída em questão de semanas, após ter estado operacional por vários meses.

O lançamento do Meteor Lake é iminente… © Intel

Dada a cultura de sigilo que envolve a alta tecnologia, foi difícil fazer você sentir a incrível experiência de visitar um site de ponta como nós. Agradecemos à Intel por nos abrir as portas e esperamos que, apesar de tudo, você tenha aprendido um pouco mais sobre o processo de fabricação daquela que será, talvez, sua próxima loucura.

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