テクノロジーの巨人が実際にどのように運営されているかを公開するために扉を開くのを見るのはまれです。しかし、それはまさにインテルが世界の報道機関やメディア代表者をマレーシアの工場に訪問するよう招待したときに念頭に置いていたことだ。 Tech Tour 2023 イベントの一環として、このチップ メーカーは、 CPU が正確にどのように作られるか についての詳細な洞察を私たちに提供してくれました。多くのことを学びましたが、私の経験を共有する前に、マレーシアにおける同社の歴史と将来の計画について簡単に説明します。
インテルは 1972 年に合計 100 人の従業員を擁する初のオフショア施設をマレーシアに設立しました。現在、ペナンとクリムに 2 つの主要施設があり、面積は 900,000 平方フィート近くに拡大し、従業員は 15,000 名となっています。
需要の増大に伴い、インテルは IDM 2.0 戦略に対応するために、すでに施設の対象範囲を拡大しています。ペリカンと呼ばれる新しい高度なパッケージング施設とファルコンと呼ばれる組立試験施設が現在建設中で、今後 2 年以内に稼働する予定です。同社はまた、合計700万平方フィートの建築面積を想定しており、将来的には200万平方フィートを超える製造スペースがすべて16の建物に拡張されることになる。
インテル・マレーシアを訪問
ツアーは 2 日に分けられ、最初にペナン組立検査 (PGAT) 施設を訪問しました。ここでシリコン ダイが組み立てられ、検証され、エラーがないかテストされます。しかし、魔法が始まるのはクリム施設です。 Intel Kulim Die Sort Die Prep (KMDSDP) は、 最高のプロセッサー を構成する原材料であるシリコン ウェーハを処理するための最先端の施設です。
この工場は、製造工場からシリコン ウェーハを受け取り、ダイ準備プロセスを実施し、その後、世界中のさまざまなインテルの組立/テスト施設でパッケージの組み立てとテストのためにそれらを分類します。 KMDSDP の施設は島自体にあるペナンの施設とは異なり、本土にあります。そのため、バスに乗って海にかかる豪華な橋を渡らなければなりません。
クリムに到着すると、説明を受け、入場する前に追加のヘッドギアとひげの保護を備えた特別なバニースーツを着用するように求められました。製造エリアは防塵であるため、これは必要でした。もちろん、それは電話、カメラ、その他の録音機器を含め、内部に何も持ち込むことが許可されていないことも意味しました。
ダイプレップ、ダイソート
KMDSDP 施設は、金型の準備と金型のソートという 2 つの主要な操作を担当します。ダイの準備段階では、完成した 300 mm ウェーハが製造施設から受け取られ、柔軟なマイラーに取り付けられます。これらは半透明のシートで、切断して分離した後、各ダイが所定の位置に確実に留まるようにするために必要です。
プロセッサの種類に応じて、これらのウェハ シートは、研削、レーザー スクライビング、機械切断などの複数のプロセスを経て、個々のチップが作成されます。次に、特殊な真空と UV 光の組み合わせを使用して、チップをマイラーから分離します。これらの個々のチップはロボット アームを使用してトレイに配置され、次の選別作業に運ばれる前に大きなプラスチックの箱に入れられます。
次に、これらの各チップはテストを受けて欠陥が特定され、同時に分類されます。これを達成するために、インテルは、合計 20 個の個別のテスト セルを備えたバスと同じくらいの大きさの大規模なソート モジュールを使用しています。各テストセルの重さは約 1,000 ポンドあり、これらを操作するために、ホバークラフトのように空気のクッションを使用して床上でホバリングする特別に設計された昇降機構があります。この巨大な輸送物を片手だけで動かすのは、ほとんど魔法のように感じられました。
トレイは一方の端からロードされ、さまざまなテスト セルに分配されます。各テストセルは独立して動作するため、作業者はメンテナンス目的でソーティングモジュールからテストセルにアクセスできます。各チップは、人間の髪の毛よりも細い数千本の細い針を備えたプローブカードを使用してテストされ、テスト装置内の集積回路に接続されます。このプローブカードはチップ回路の電気的特性を測定し、信頼性の評価や欠陥の特定を行います。すべてのテストは自動的に行われ、作業者はさまざまな モニターを 使用してプロセス全体を監視します。
アイスクリームトラックのような雰囲気で注目を集めた特別な自動誘導車両 (AGV) もいくつかありました。彼らの主な仕事は、保管スペースと試験装置の間でのロットの移動を処理することです。これらは人間の介入をほとんど必要とせず、専用の経路に沿って施設内をホバリングします。
トレイのテストと特性評価フェーズが完了すると、トレイはウェーハが個々のチップに切断された領域に戻されます。テスト段階に合格しなかったチップは個別に収集され、廃棄またはリサイクルされます。すべてのテストに合格したチップを搭載したトレイは分類され、特定の SKU (Core i9、Core i7 など) に割り当てられます。各チップはトレイから取り出され、2 層のフィルムの間に密封され、リールに巻き取られるため、さらなる処理のために世界中にある組立およびテスト施設に輸送できます。
組み立てとテストへ
ツアーの次の部分には、ペナン島にあるペナン組立試験 (PGAT) 施設への訪問が含まれていました。この製造施設は、毎日数百万個ものさまざまなチップの組み立てとテストに重点を置いています。基本的にすべてのリールはこの施設で受け取られ、店舗に並ぶ準備が整う前に各ダイが取り外され、梱包され、テストされます。
PGAT の組み立てとテストのプロセスには 6 つの主要な段階があります。すべては、ダイまたはチップを基板 (CPU のベース素材) に取り付けるチップ取り付けプロセスから始まります。これは、2019 年に初めて導入された Foveros 対面 (F2F) チップ オン チップ ボンディング プロセスを使用して行われます。不完全な点があるとチップに重大な損傷を与える可能性があるため、このプロセスには高い精度が必要です。追加のエポキシアンダーフィル層が均一に塗布され、ダイと基板間の微細なギャップが除去されます。
次のステップは、Integrated Heat Spreader (IHS) または CPU の蓋を取り付けることです。これは、エンドユーザー システムの効率的な熱放散に役立ちます。機械を使用して、最初に一定量のサーマル インターフェイス マテリアルをダイに塗布し、続いて接着剤を塗布して、IHS の蓋を所定の位置に配置します。完成した製品が完成し、すぐに使用できるようになりました。しかしその前に、いくつかの厳格なテストを通過する必要があります。
CPU の準備ができたら、製品が意図したとおりに動作することを確認するためにさまざまなテストを行う必要があります。これは、ペナンの PG16 にある設計開発ラボで行われています。
まず、インテルがチップを高温と電圧にさらして欠陥を特定して除去するバーンイン テストです。このテストに合格したチップは、すべての電気配線および機能のテストを含む電気テストに進みます。最後に、チップは PPV テスト段階を通過する必要があります。この段階では、プラットフォーム製品のスクリーニングを検証して、Windows、Linux、またはその他のオペレーティング システム環境を実行している実際の顧客のコンピューター システムでの機能を確認します。基本的に、これは顧客の環境を模倣し、さらにメモリ、PCIe レーンなどのさまざまな側面をテストするプロセスです。
ツアーの最終段階には、生産中に CPU をテストおよび検証するための機器を製造する特別な工場であるシステム統合製造サービス (SIMS) への訪問が含まれていました。この施設は、インテル マレーシア向けのテスト機器を製造するだけでなく、世界中の他のさまざまなインテル施設にそれらの機器を出荷しています。
高密度バーンイン (HDBI) テスター、高密度モジュラー テスター (HDMT) テスター、システム レベル テスター (SLT) などのテスト機器の一部をチェックする機会がありました。 HDBI テスターは、Intel CPU の高温および電圧でのバーンイン ストレス テストを実行するために使用され、HDMT はクラス テストまたはバックエンド テストを実行する機能を提供します。 Intelによれば、このテスターは自社の工場や研究所で新製品開発やCPU生産量の増加に使用されているという。最後に、SLT は、インテル製品が顧客のような環境で機能することを確認するために使用されます。すべてのテスターは、CPU の機能と正確な要件に合わせて設計されており、十分なテスト範囲を保証し、製品の品質を維持します。
比類のない体験
CPU の製造プロセスを目の当たりにして理解するという経験は、まさに比類のないものでした。私は、最終製品の 1 つのユニットを製造するのに伴う膨大な規模の作業とその複雑さに完全に感銘を受けました。製造施設全体は、まるで油が注がれた機械のように機能しますが、それはさまざまな複雑さと、同社の従業員のたゆまぬ献身によって支えられています。
製造施設のさまざまなセクションを見学することで、同社がトップクラスのチップをどのように製造しているかについてより深く理解できただけでなく、インテルの将来を明確に垣間見ることができました。今後 4 年以内に 5 つのノードを導入するという同社の取り組みは、マーケティング戦略のように見えるかもしれませんが、特に製造工場の優れた能力を考慮すると、完全に実現可能であるように思えます。これらの工場は、同社が製造、イノベーション、製品のリーダーシップに関する IDM 2.0 戦略を確実に軌道に乗せることも保証します。
ただし、インテルが成功への障害のない道を持っているわけではないことを認識することが重要です。 AMDや他のチップメーカーなどのライバル との熾烈な競争があり、Team Blueが業界でリーダーシップを維持できるかどうかは時間が経てば分かるだろう。
今のところ、インテルは今年後半に 第 14 世代「Meteor Lake」 という名前で新しいモバイル チップセットを発売すると予想されています。これは、7nmプロセスを利用した最初のチップラインナップとなる Intel 4プロセス を採用するため、同社にとって重要なマイルストーンとなることが期待されている。その直後、既存の第 13 世代 Raptor Lake ラインナップの刷新として、次世代デスクトップ プロセッサも登場するという噂があります。