কীভাবে একটি চিপ তৈরি হয়: বিশ্বব্যাপী পরিদর্শন করা visiting

আমরা যে ডিভাইসগুলি মঞ্জুর করেছিলাম তা তৈরি করতে আসলে কী লাগে তা জানার জন্য আমি সর্বদা মুগ্ধ এবং আমি জানি যে কোনও প্রক্রিয়া ফোন, পিসি এবং সার্ভারগুলিকে শক্তিমান প্রসেসর তৈরি করার মতো জটিল, জটিল বা গুরুত্বপূর্ণ নয় process যা আমাদের প্রতিদিনের জীবন চালায়। তাই আমি গত কয়েক বছর ধরে চিপ ফ্যাব্রিকেশন সুবিধা (বা ফাব) কীভাবে বিকশিত হয়েছে তা দেখার জন্য নিউইয়র্কের মাল্টায় গ্লোবালফাউন্ডিজের শীর্ষস্থানীয় এজ কারখানায় যাওয়ার সুযোগে ঝাঁপিয়ে পড়েছিলাম।

এটি একটি আশ্চর্যজনক প্রক্রিয়া - ফাবের মধ্যে চিপস তৈরির জন্য 1, 400 টিরও বেশি উন্নত সরঞ্জাম অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, সমস্ত একসাথে সংযুক্ত রয়েছে এবং চিপস সহ একটি সাধারণ ওয়েফার তৈরি করতে ছয় মাস পর্যন্ত সময় লাগতে পারে। আমি এই প্রক্রিয়াটির ক্রমবর্ধমান জটিলতা এবং আমরা যে সমস্ত চিপগুলি ব্যবহার করি তা তৈরি করার জন্য যে অসাধারণ নির্ভুলতা প্রয়োজন তা দেখে আমি খুব অভিভূত হয়েছিলাম।

আমি কারখানাটি দেখেছি - যা আগে ফ্যাব 8 known নামে পরিচিত, এটি নির্মাণাধীন যখন, এবং যখন এটি সবেমাত্র তার প্রথম পণ্যগুলি উত্পাদন শুরু করেছিল: 32nm বা 28nm প্রসেস নোডগুলির জন্য ডিজাইন করা প্রসেসর।

উদ্ভিদটি একটি আকর্ষণীয় স্থানে রয়েছে: মাল্টায় লুথার ফরেস্ট টেকনোলজি ক্যাম্পাস, আলবানির প্রায় আধা ঘন্টা উত্তরে। বছরের পর বছর ধরে, নিউইয়র্ক রাজ্য এই অঞ্চলে আরও প্রযুক্তি আনার জন্য চাপ দিচ্ছে, সুনি পলিটেকনিক ইনস্টিটিউট কলেজগুলির ন্যানোস্কেল সায়েন্স অ্যান্ড ইঞ্জিনিয়ারিং (সিএনএসই) এবং বিশ্বের সবচেয়ে উন্নত চিপগুলির মধ্যে একটি আলবানি ন্যানোটেক কমপ্লেক্সকে সমর্থন সহ প্রচেষ্টা সহ গবেষণা সুবিধাগুলি, যার মধ্যে গ্লোবালফাউন্ডিজ, স্যামসুং, আইবিএম, অনেক গবেষণা বিশ্ববিদ্যালয় এবং চিপমেকিং সরঞ্জামগুলির শীর্ষস্থানীয় নির্মাতারা উপস্থিত রয়েছে includes এএমডি কমপ্লেক্সে একটি কারখানা তৈরির জন্য স্বাক্ষর করেছিল; ২০০৯ সালে যখন এএমডি চিপমেকিং অপারেশনগুলি গ্লোবালফাউন্ডিজে বিভক্ত হয়ে যায় (এখন পুরোপুরি আবুধাবির মুবাডালা ইনভেস্টমেন্ট সংস্থার মালিকানাধীন), নতুন সংস্থাটি কারখানাটি তৈরি করেছিল।

প্রায় ছয় বছর আগে আমার শেষ পরিদর্শনকালে, প্রথম পর্যায়ে - যার মধ্যে প্রকৃত উত্পাদন জন্য একটি ২১০, ০০০ বর্গফুট ক্লিনরুম অন্তর্ভুক্ত ছিল just সবেমাত্র চলছিল এবং প্রারম্ভিক উত্পাদন করছিল, যখন অতিরিক্ত ৯০, ০০০ বর্গফুট সহ দ্বিতীয় ধাপের নির্মাণ কাজ চলছিল । সাইটে 1, 300 জন লোক ছিল, তবে তুলনামূলকভাবে খুব কম পণ্য তৈরি হয়েছিল।

(গ্লোবালফাউন্ড্রি থেকে চিত্র)

আজ, সেই প্রথম দুটি পর্যায় একক 300, 000 বর্গফুট ফিট ক্লিনরুম (300 ফুট দৈর্ঘ্য 1000 ফুট দৈর্ঘ্য) এবং অতিরিক্ত 160, 000 বর্গফুট ফুট 3 ধাপেও সম্পূর্ণ কাজ চলছে। আমি প্রচুর ক্রিয়াকলাপ দেখেছি, এবং চিপস ভর্তি প্রচুর সিলিকন ওয়েফার তৈরি হচ্ছে।

টম কৌলফিল্ড, এসভিপি এবং ফ্যাব 8 এর জেনারেল ম্যানেজার, জোর দিয়েছিলেন যে গ্লোবাল ফাউন্ড্রিগুলি তার মূল প্রতিশ্রুতি থেকে উঁচুতে নিউইয়র্কে অনেক বেশি বিনিয়োগ করেছে। প্রথম কল্প পরিকল্পনা করার পরে, সংস্থাটি $ 3.2 বিলিয়ন ডলার বিনিয়োগের জন্য প্রতিশ্রুতিবদ্ধ, এবং বার্ষিক pay 72 মিলিয়ন বেতনের জন্য 1, 200 লোকের প্রত্যক্ষ হেডকাউন্ট। এখন, তিনি বলেছিলেন, সংস্থাটি প্রকৃতপক্ষে billion 12 বিলিয়ন ডলারের বেশি বিনিয়োগ করেছে, এবং প্রায় 3, 300 কর্মচারী এবং একটি 345 মিলিয়ন ডলার বার্ষিক বেতন রয়েছে। তিনি এটি 500 থেকে 700 অন্যান্য ব্যক্তিদেরও গণনা করছেন না যারা কল্পিত্বে কাজ করেন তবে অন্যান্য সংস্থাগুলি নিযুক্ত হন, তিনি উল্লেখ করেছিলেন, যেমন টেকনিশিয়ানরা যারা এএসএমএল, প্রয়োগকৃত উপাদান বা এলএএম গবেষণার মতো সরঞ্জাম বিক্রেতাদের জন্য কাজ করে।

গ্লোবাল ফাউন্ড্রিগুলি বর্তমানে এটি বারব্লিংটন, ভার্মন্টের ফ্যাব 9 এবং নিউ ইয়র্কের পূর্ব ফিশকিলের ফ্যাব 10 নামে অভিহিত করে, এটি আইবিএম থেকে প্রাপ্ত পুরানো কারখানাগুলি। জার্মানির ড্রেসডেনেও এই সংস্থাটির বড় কৌতুক রয়েছে, যেখানে এটি তার এফডিএক্স সিলিকন অন-ইনসুলেটর প্রক্রিয়াতে কাজ করছে; চেংদু, চীন; এবং সিঙ্গাপুরে। সব মিলিয়ে সংস্থাটি জানিয়েছে যে এর আড়াই শতাধিক গ্রাহক রয়েছে।

ক্যালফিল্ড বলেছে যে এএবিরডের রাইজেন প্রসেসর, র্যাডিয়ন জিপিইউ এবং ইপিসি সার্ভার চিপগুলির জন্য ফাবটি একক উত্স, তবে কয়েক ডজন অন্যান্য গ্রাহকও রয়েছেন।

গ্লোবালফাউন্ড্রি চারটি প্রতিষ্ঠানের মধ্যে একটি যা শীর্ষস্থানীয় লজিক চিপ তৈরি করে। অন্যগুলি হ'ল ইন্টেল, যা প্রাথমিকভাবে নিজস্ব ব্যবহারের জন্য চিপ তৈরি করে; তাইওয়ান সেমিকন্ডাক্টর ম্যানুফ্যাকচারিং কর্পস (টিএসএমসি), অগ্রণী চিপ ফাউন্ড্রি যা বিভিন্ন গ্রাহকের জন্য চিপ তৈরি করে এবং এটি গ্লোবালফাউন্ড্রিজের মূল প্রতিযোগিতা; এবং স্যামসুং, যা উভয়ের মধ্যে কিছুটা করে।

কারখানার ভিতরে

এই সফরে, আমাকে এবং আরও বেশ কয়েকজন সাংবাদিককে সুবিধার একটি সফর দেওয়া হয়েছিল এবং চিপগুলি কীভাবে তৈরি করা হয় তা শুনতে পেয়েছি। চিপগুলি আসলে তৈরি হয় এমন ক্লিনরুমের সাথে শুরু করার পরিবর্তে, সফরটি "সাব-ফ্যাব" থেকে শুরু হয়েছিল, ক্লিনরুমের নীচে বিস্তীর্ণ অঞ্চল যা সরঞ্জামগুলি চালনার জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলি পরিচালনা করে যা চিপগুলি তৈরি করে। এর মধ্যে রয়েছে বৈদ্যুতিক, যান্ত্রিক, জল এবং রাসায়নিক-পরিচালনা ব্যবস্থা।

জন পেন্টার, সিনিয়র ডিরেক্টর অফ ফ্যাসিলিটিস, যিনি এই অঞ্চলটিতে ভ্রমণ করেছেন, ব্যাখ্যা করেছিলেন যে পুরো সাইটটিতে over০, ০০০ এরও বেশি টুকরো সরঞ্জাম রয়েছে, যার বেশিরভাগই ক্লিনরুমের মধ্যে ছোট চিপমেকিং সরঞ্জামগুলিকে সমর্থন করে। প্রায় সমস্ত সরঞ্জামকে ঠাণ্ডা করা দরকার, এবং সেগুলি নির্দিষ্ট আর্দ্রতা এবং চাপের অবস্থার মধ্যে অনুমানযোগ্য তাপমাত্রায় আরও ভাল কাজ করে, তাই পরিবেশ নিয়ন্ত্রণে উল্লেখযোগ্য প্রচেষ্টা ব্যয় করা হয়। এটি আরও জটিল করে তুলেছে কারণ সরঞ্জামগুলি অবিচ্ছিন্নভাবে সতেজ হয়, কিছু কিছু সরানো থাকে এবং অন্যরা এই সুবিধাটি বাইরে রাখে। পেইন্টার ব্যাখ্যা করেছিলেন যে সাফল্যের জন্য সাপোর্ট সরঞ্জামগুলির জন্য এটি সাধারণভাবে ছয়গুণ বেশি জায়গা নেয়।

আমরা এমন অঞ্চলগুলি দেখেছি যা উত্পাদনে ব্যবহৃত শীতল বিশুদ্ধ জল এবং ওয়েফারগুলিকে পোলিশ করার মতো রাসায়নিক স্লারিগুলি প্রক্রিয়া করে। এই সিস্টেমগুলিতে এই সিস্টেমগুলি পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণ করার জন্য কল্পিত সুবিধাদি রয়েছে - যা ট্রিলিয়ন প্রতি অংশে জিনিসগুলি পরিমাপ করতে সক্ষম, যাতে তারা সিস্টেমে যে কোনও ফাঁস সনাক্ত করতে পারে - পাশাপাশি একটি পরিশীলিত জীবন সুরক্ষা ব্যবস্থা করতে পারে। সাব-ফাবের 30-ফুট সিলিং রয়েছে এবং প্রযুক্তিবিদদের সমস্ত সরঞ্জামে পৌঁছানো আরও সহজ করার জন্য ফেজ 2 এরিয়াতে একটি মেজানাইন অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এই মেঝেতে পৃথক পৃথক পৃথক পৃথক সরঞ্জাম রয়েছে (জল ও রাসায়নিকের জন্য স্টোরেজ অঞ্চল থেকে মনিটরিং সিস্টেমগুলি পর্যন্ত), মাইলপথের পাইপগুলি এটি উপরের ক্লিনরুমের সাথে সংযুক্ত করে। আমি লক্ষ করেছি যে পাইপিংয়ের বেশিরভাগ অংশটি আসলে দ্বিগুণ হয়েছিল, পাইপগুলির মধ্যে সেন্সর সহ কোনও ফুটো আছে কিনা তা সনাক্ত করতে।

সাইটে আরও কয়েকটি বিল্ডিং রয়েছে যার মধ্যে রয়েছে বৃহত বয়লার এবং চিলার সহ একটি কেন্দ্রীয় ইউটিলিটি বিল্ডিং, বাল্ক বর্জ্য ব্যবস্থা ইত্যাদি including

সামগ্রিকভাবে, কারখানাটি 80 মেগাওয়াট বিদ্যুৎ ব্যবহার করে, যা দ্বৈত 150, 000 ভোল্ট লাইন সরবরাহ করে। এটি শক্তিশালী যে শক্তি অবিচ্ছিন্ন, যে কোনও প্রকারের উত্পাদন ব্যাহত হতে পারে এবং প্রক্রিয়াধীন ওয়েফারের ক্ষতি হতে পারে। অতএব, সুবিধার একটি ব্যাকআপ ইউপিএস সিস্টেম, ফ্লাইওহিল এবং একটি ডিজেল জেনারেটর রয়েছে।

আমি বিশেষত নতুন ইইউভি সরঞ্জামগুলির দ্বারা প্রয়োজনীয় পরিমাণের জায়গার প্রতি আগ্রহী ছিলাম (যা আমি পরে আলোচনা করব)। এমনকি উপ-মেঝেতেও এই সরঞ্জামগুলি নিজস্ব ক্ষুদ্রাকৃতির ক্লিনরুম সহ একটি বৃহত্তর অঞ্চলটির দাবি করে, যেখানে সরঞ্জামগুলি একটি উচ্চ-তীব্রতার লেজার আলোর উত্স তৈরি করে, যা মেঝেতে ক্লুমরুমের EUV সরঞ্জামের দিকে বেঁকে যায়। EUV সিস্টেম নিজেই নতুন কুলিং এবং বৈদ্যুতিক সিস্টেমের পাশাপাশি অতি-খাঁটি জল এবং বিশেষ ট্যাঙ্কগুলি এবং পাইপিংগুলি প্রয়োজন যা কণা দূষণকে হ্রাস করে।

ইইউভি সিস্টেমটি বিল্ডিংয়ে প্রবেশ করতে, প্রধান পাখাটি প্রথমে সিল করে দেওয়া হয়েছিল। সিলিংয়ে একটি 10 ​​টনের ক্রেন ইনস্টল করা হয়েছিল এবং তারপরে বিশাল একটি নতুন সিস্টেমটি ভিতরে নিয়ে যাওয়ার জন্য ভবনের পাশের একটি গর্ত কেটে দেওয়া হয়েছিল। এই প্রক্রিয়াটি এমন একটি 3 ডি কম্পিউটার ডিজাইন সিস্টেম দ্বারা সহায়তা করা হয়েছিল যা স্ক্যান করা চিত্র ব্যবহার করে যা মিলিমিটার স্তরে বিদ্যমান সরঞ্জামগুলির স্থান নির্ধারণ করে।

ক্লিনরুম পর্যন্ত

(গ্লোবালফাউন্ড্রি থেকে চিত্র)

ক্লিনরুম নিজেই ঘুরে দেখার জন্য, আমাদের "বানি স্যুট" (এই পোস্টের শীর্ষে আমার ছবিটি দেখুন) পোষাক করতে হয়েছিল, এই অঞ্চলে কণার সংখ্যা হ্রাস করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছিল এবং এই জাতীয় কণাটি ওয়েফারকে ব্যাহত করতে পারে এমন ঝুঁকি ছিল প্রক্রিয়াকরণ।

একটি জিনিস আমি লক্ষ্য করেছি যে ক্লিনরুম মেঝেতে প্রচুর মেশিন রয়েছে Global গ্লোবালফাউন্ডারি অনুসারে 1, 400 এরও বেশি - সেখানে এত লোক নেই।

ম্যানুফ্যাকচারিং অপারেশনের একজন প্রিন্সিপাল ইঞ্জিনিয়ার ক্রিস্টোফার বেলফি, যিনি আমাদের ক্লিনরুমের ট্যুর দিয়েছিলেন, ব্যাখ্যা করেছিলেন যে লক্ষ্যটি হল মেঝেতে শূন্য অপারেটর রাখা। বেলফি বলেছিলেন, কেবলমাত্র আপনি যে লোক দেখেন তারা হয় সরঞ্জামগুলিতে ইনস্টলেশন বা রক্ষণাবেক্ষণ করছেন।

(গ্লোবালফাউন্ড্রি থেকে চিত্র)

টেকনিশিয়ানরা ওয়েফারকে একটি সরঞ্জাম থেকে অন্য সরঞ্জামে সরিয়ে না দেওয়ার পরিবর্তে, ওয়েফারগুলি সরঞ্জামগুলির মধ্যে ফ্রন্ট-ওপেনিং ইউনিফাইড পডগুলি, বা FOUP- এর মাধ্যমে তাদের ডাকা হয়, যার মধ্যে প্রতিটি 25 টি ওয়েফার ধারণ করে - এবং আপনি ক্লিনরুম জুড়ে এই চলন্ত ওভারহেড দেখতে পাচ্ছেন। সামগ্রিকভাবে, সরঞ্জামগুলির মধ্যে 14 মাইল ট্র্যাক চলাচল এবং স্টোরের ওয়েফারে 550 গাড়ি রয়েছে। এইগুলি যে সরঞ্জামগুলিতে ব্যবহৃত হবে সেগুলিতে একটি কেন্দ্রীয় স্টোরেজ সুবিধার মধ্যে রেটিকেলগুলি (চিপ মাস্কগুলি যা চিপমেকিংয়ের প্রতিটি স্তরের জন্য আলোককে গাইড করে) সরিয়ে দেয়। এটি প্রয়োজনীয় মানুষের সংখ্যা হ্রাস করে না, বেলফি বলেছিলেন, সরঞ্জামগুলি এখনও নিয়ন্ত্রণ করা দরকার, তবে সময় এবং ত্রুটি হ্রাস করে না reduce তিনি উল্লেখ করেছেন যে যে কোনও সময়ে, কয়েক ডজন পণ্য কয়েক ডজন গ্রাহকের জন্য উত্পাদনের বিভিন্ন পর্যায়ে রয়েছে এবং প্রতিটি পণ্যটির নিজস্ব রেটিকেল এবং নিজস্ব সরঞ্জাম রয়েছে যা বিভিন্ন সরঞ্জাম ব্যবহার করে। বেলফি ফ্যাব 8 কে "বিশ্বের সর্বাধিক স্বয়ংক্রিয় কল্প" বলে অভিহিত করেছে। অবশ্যই, এটিও একটি নতুন of

কয়েকটি ফাবের হলুদ আলো রয়েছে, যেমন উত্পাদন প্রক্রিয়ার ইতিহাসের এক পর্যায়ে এটি নিশ্চিত করা গুরুত্বপূর্ণ ছিল যে ওয়েফারটি স্বাভাবিক আলোর সাথে প্রকাশিত হয়নি। যাইহোক, এই দিনগুলিতে ওয়েফারগুলি বাইরের আলোকে মোটেই উন্মুক্ত করা হয়নি, সুতরাং এটি কম প্রয়োজনীয়।

ওয়েফার তৈরিতে অনেকগুলি পদক্ষেপ জড়িত রয়েছে এবং প্রতিটি ক্লিনরুমের নিজস্ব এলাকা রয়েছে: ইমপ্লান্ট (সিলিকনে আয়ন যোগ করা), রাসায়নিক যান্ত্রিক পরিকল্পনার বা সিএমপি (ওয়েফারটি পোলিশ করা), প্রসারণ, পাতলা-ফিল্ম জমা, লিথোগ্রাফি এবং খোদাই করা। পথে প্রতিটি ধাপে চিপ বৈশিষ্ট্যগুলি পরিমাপ করতে ব্যবহৃত মেট্রোলজি সরঞ্জামগুলি পুরো চমকপ্রদ অবস্থানে রয়েছে।

আমরা লিথোগ্রাফির বিষয়ে সর্বাধিক কথা বলি (যা ওয়েফারের নিদর্শনটি প্রকাশের জন্য আলোক ব্যবহারকে বোঝায়), কারণ এটিই গত কয়েক বছরে সবচেয়ে জটিল পদক্ষেপ হয়ে দাঁড়িয়েছে। বর্তমান কৌশল, যার মধ্যে একটি তরল (নিমজ্জন লিথোগ্রাফি হিসাবে পরিচিত) মধ্যে 193nm আলো ব্যবহার করা জড়িত, একক পাসে চিপের মধ্যে ক্ষুদ্রতম উপাদানগুলি তৈরি করার পক্ষে এখন আর যথেষ্ট নয়, তাই 14nm এবং 7nm, একাধিক এক্সপোজারের মতো নোডের জন্য (কখনও কখনও ডাবল প্যাটার্নিং বা এমনকি কোয়াড প্যাটার্নিং) বলা দরকার। এক্সট্রিম আল্ট্রাভায়োলেট বা ইইউভি একটি আরও জটিল বিকল্প, তবে আমরা যদি চিপগুলিতে আরও ছোট বৈশিষ্ট্য পেতে থাকি তবে এটির প্রয়োজন হতে পারে এবং গ্লোবালফাউন্ড্রি আরও দুটি জায়গার জন্য এই দুটি ইইউভি মেশিন ইনস্টল করার প্রক্রিয়াধীন রয়েছে। (আমার পরবর্তী পোস্টে আরও বিশদ থাকবে)) যেহেতু এটি প্রস্তুত নয়, আপাতত গ্লোবালফাউন্ড্রিগুলিতে তৈরি সমস্ত চিপগুলি (এবং সত্যই, যে কোনও বাণিজ্যিক চিপস আমি যে কোনও জায়গায় তৈরি বলে জানি) নিমজ্জন লিথোগ্রাফি দিয়ে উত্পাদিত হয়। তবে সমস্ত পদক্ষেপই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং যে কোনও পদক্ষেপের কোনও ত্রুটি সম্ভবত ওয়েফারকে অকেজো করে চিপস সরবরাহ করবে।

মোট, একটি বর্তমান চিপ 80 টি স্তর পর্যন্ত জড়িত থাকতে পারে এবং প্রক্রিয়াটির বিভিন্ন ধাপের মধ্যে ওয়েফার হিসাবে আরও পদক্ষেপগুলি বিশেষত প্রতিটি বহু-প্যাটার্নিং ধাপে লিথোগ্রাফি এবং এ্যাচচের মধ্যে যাওয়ার পরে (এতে কয়েক মাস সময় লাগতে পারে) একটি সাধারণ উচ্চ-শেষ চিপ উত্পাদন করতে)। এটি একটি আকর্ষণীয় প্রক্রিয়া এবং এটি আমি নিজেই দেখতে পেয়ে খুশি।

আমার পরবর্তী পোস্টে, আমি ইইউভি সরঞ্জামগুলিতে আরও ফোকাস করব যা সম্প্রতি কারখানায় ইনস্টল করা হয়েছিল, সেইসাথে চিপমেকিং প্রক্রিয়াতে ভবিষ্যতের পদক্ষেপের জন্য গ্লোবালফাউন্ড্রিগুলির পরিকল্পনার উপরেও focus

আপনার ব্রডব্যান্ড ইন্টারনেট গতি সম্পর্কে কৌতূহল? এখনই পরীক্ষা!