Intel gây bất ngờ khi ‘mở cửa’ cho giới báo chí tham quan quy trình sản xuất và đóng gói chip tại nhà máy ở Malaysia.
Chưa hết ấn tượng với những chia sẻ về chiến lược mới liên quan đến công nghệ bán dẫn như IDM2.0, Intel Foundry Services thì Intel khiến giới báo chí toàn cầu bất ngờ khi ‘mở cửa’ cho chúng tôi xem cận cảnh quy trình sản xuất và đóng gói chip ở các nhà máy hiện đại được đặt tại Malaysia.
Trước chuyến tham quan, bản thân TechTimes cũng không hình dung được việc sản xuất chất bán dẫn sẽ như thế này, có thể sẽ đơn giản! Thực tế, chu trình này được chia nhỏ ra rất nhiều công đoạn như “tiền xử lý” sản xuất tấm wafer sẽ là bo mạch của chip bán dẫn. Các tấm wafer được sản xuất trong quá trình tiền xử lý này được chia thành các chip và đóng gói thành sản phẩm thương mại. Chu trình cuối được chia thành hai quy trình nhỏ gọi là “hậu xử lý” để chuẩn bị sản phẩm sẵn sàng chuyển đến khách hàng.
Chúng ta cùng bắt đầu chuyến tham quan cùng TechTimes nhé!
Thông tin cơ bản về nhà máy tại Bayan Lepas và Kulim
Với thời gian 2 ngày (21-22/8/2023), Intel đã tổ chức chuyến tham quan các nhà máy và trung tâm nghiên cứu và phát triển Malaysia Design and Development Lab đặt tại “Penang Hi-tech Campus” thuộc khu công nghệ cao Bayan Lepas của bang Penang, Malaysia. Đây cũng là nơi đặt cơ sở “back-end process” cho các sản phẩm Intel trước khi ra thị trường. Bên cạnh đó, Intel cũng lần đầu tiên cho báo chí tham quan nhà máy thử nghiệm cơ sở thử nghiệm System Integration and Manufacturing Services – SIMS), chuẩn bị và đóng khuôn vi xử lý “Die Sort Die Prep” KMDSDP đặt tại khu công nghệ cao Kulim.
Để cho bạn đọc dễ hiểu, các văn phòng của Intel tại Malaysia bao gồm hai cơ sở, Penang Campus và Kling Campus, mỗi cơ sở bao gồm các tòa nhà với nhiều chức năng khác nhau. Lần này, Intel đã đón tiếp nhà báo đến thăm 3 tòa nhà trong khuôn viên Penang: PG7/PG8 (nhà máy lắp ráp – đóng gói) và PG15/PG16 (phòng thí nghiệm phát triển thiết kế).
Mặc dù tên của những tòa nhà này có vẻ như được đặt theo thứ tự, nhưng thực tế đó là tên của các toà nhà có từ trước đó rất lâu.
Ví dụ, một tòa nhà có tên mã là “Pelican” hiện đang được xây dựng để trở thành một nhà máy lắp ráp bao bì đóng gói tiên tiến mới, nhưng Pelican đó được xây dựng trên địa điểm của PG1 cũ. Theo chia sẻ của chuyên gia dẫn tour, PG1 nằm trên địa điểm A1 do Intel xây dựng đầu tiên cách đây hàng chục năm, tòa nhà này đã bị phá bỏ và xây lại nên “PG1” không còn nữa.
Con số này bao gồm các tòa nhà như Pelican dự kiến được mở rộng, nhưng có tổng cộng 16 tòa nhà ở cả hai cơ sở, với diện tích khuôn viên khoảng 650.000m2, trong đó có khoảng 185.000m2 dành cho các quy trình sản xuất. Thông qua cửa kính của nhà máy, TechTimes nhận thấy toà nhà đang thi công và có thể sẽ hoàn thành sớm. Được biết, toà nhà này sẽ dùng để hoàn chỉnh quy trình đóng gói hiện đại nhất của Intel dùng trí tuệ nhân tạo.
Quy trình lắp ráp CPU
Lần này, PGAT (PenanG Assembly and Test) ở PG7/PG8 và Design and Development Lab ở PG18 đã được mở cho báo chí từ khu vực APJ (Châu Á Thái Bình Dương và Nhật Bản) tham quan. Mặc dù cơ sở này mở cửa cho công chúng tham quan nhưng bên trong nhà máy và viện nghiên cứu lại là TUYỆT MẬT của nhà sản xuất chất bán dẫn. Do đó, toàn bộ các nhà báo đều không được mang theo máy ảnh, điện thoại, thiết bị ghi âm, máy quay phim… Do đó, mọi hình ảnh bên trong nhà máy từ bây giờ là do Intel chụp và cung cấp.
Địa điểm chính bao gồm hai tòa nhà trong Cơ sở Penang, PG7 và PG8, đóng vai trò là nhà máy lắp ráp trọn gói có tên PGAT (PenanG Assembly and Test) và xác nhận (xác minh hoạt động).
Nói một cách đơn giản, việc lắp ráp gói có thể được coi là quá trình gắn khuôn CPU vào bo mạch phụ. Các khuôn đã được tách khỏi tấm bán dẫn thành khuôn tại nhà máy khác và mang đến PGAT được lắp ráp trên các bo mạch phụ, được hàn vào bộ tản nhiệt tích hợp (IHS) hoặc TIM (Thermal Interface Material) để lưu thông nhiệt độ.
- Đầu tiên, các khuôn (die) đã được cắt từ tấm wafer thành chip trong một quy trình riêng biệt sẽ được đóng dưới dạng băng (tape). Sau đó, chip được lấy ra khỏi băng và gắn vào bảng phụ. Ở giai đoạn này, không chỉ khuôn mà cả chip ngoại vi (như tụ điện) cũng được gắn vào.
- Bước tiếp theo là phun Epoxy (nhựa kết siêu dính trong sản xuất chip): Nhựa epoxy được bơm vào để khuôn không bị bong ra khỏi bảng phụ ngay cả khi nó bị bẻ cong.
- Gắn phụ kiện tản nhiệt (Lid Attach): Quá trình gắn bộ tản nhiệt IHS/TIM được thực hiện bằng máy sau khi bôi keo tản nhiệt lên khuôn.
- Kiểm tra bằng điện áp cao (Burn-in): Bước này nhằm thử nghiệm xem chip có hoạt động được khi dòng điện đi qua không, thậm chí các bước “ép chạy” với nhiệt độ và điện áp cao cũng được thực hiện để đảm bảo chip hoạt động tốt.
- Sau đó, nhiều thử nghiệm khác được thực hiện để thu thập dữ liệu để truy xuất sau đó.
- Bước xác thực hiệu suất nền tảng PPV (Platform Performance Validation) tiếp đó được thực hiện ngay trên mainboard bằng cách giả định môi trường mà người dùng cuối thực sự sử dụng. Hệ điều hành cũng được cài đặt và kiểm tra xem chip có chạy được không.
Theo chuyên gia Intel, vì các quá trình này mất rất nhiều thời gian nếu con người thực hiện thủ công nên một thiết bị trao đổi chip tự động hỗ trợ cả PGA và BGA (BGA sử dụng một thiết bị đặc biệt có thể gắn vào bo mạch chủ mà không cần hàn). Việc này được thực hiện tự động bằng robot được lập trình trước.
Phần tiếp theo chúng ta sẽ “đột nhập” phòng thí nghiệm thiết kế và phát triển của Intel, mời bạn đọc đón xem!