Khám phá nhà máy chip của Intel, sạch hơn cả bệnh viện, tiêu tốn 41 triệu lít nước/ngày

Vi chip hiện diện trong máy tính, smartphone, xe hơi, đồ gia dụng, và nhiều thiết bị điện tử khác nên chúng được coi là dòng máu nuôi sống nền kinh tế hiện đại.

Các nhà sản xuất chip ngày càng “nhồi nhét” nhiều bán dẫn hơn vào mỗi tấm silicon. Một số vi chip hiện này có thể chứa hơn 50 tỷ bóng bán dẫn siêu nhỏ, nhỏ hơn 10.000 lần bề ngang sợi tóc con người.

Điều này giúp cho công nghệ có những bước tiến đáng kể hàng năm nhưng cũng khiến cho chi phí xây dựng những nhà máy sản xuất chip mới lên đến hàng tỷ đô-la và không phải công ty nào cũng đủ khả năng để làm điều này.

Hãy cùng khám phá dây chuyền sản xuất của Intel ở Chandler và Hillsboro, Oregon để biết tại sao sản xuất hàng triệu linh kiện bé xíu kia lại đòi hỏi những khoản chi tiêu to lớn đến vậy?

Chip được sản xuất ra sao

Những cỗ máy đắt đỏ sẽ dự phóng thiết kế chip trên từng tấm silicon. Sau đó, chúng khắc từng lớp vật liệu lên đó để tạo ra bán dẫn và kết nối chúng với nhau.

Mỗi lần, có tối đa 25 tấm silicon di chuyển ở các ray tự hành trên cao bên trong những hộp đặc biệt.

Cần tới 2 tháng để xử lý một tấm silicon với hàng nghìn bước.

Chip được đóng gói ra sao

Sau khi trải qua hàng ngàn bước xử lý, một tấm silicon sẽ được chia thành những con chip riêng biệt, được kiểm tra và đóng gói trong bao bì nhựa. Sau đó chúng sẽ được kết nối với bảng mạch hoặc các phần khác của một hệ thống.

Khâu đóng gói chip cũng vô cùng phức tạp bởi bán dẫn càng nhỏ càng khó làm. Phương pháp được các công ty sử dụng hiện nay là xếp chồng nhiều chip hoặc đặt chúng cạnh nhau trong một gói hàng, kết nối chúng thành một tấm silicon đơn nhất.

Bởi quy trình thông thường ngày nay là đóng gói một số lượng lớn chip cùng nhau,

Intel đã phát triển một sản phẩm tiên tiến cho phép đóng gói kết hợp 47 con chip riêng rẽ cùng nhau. Chip được đóng gói cùng nhau bao gồm những con chip được sản xuất bởi Intel, một số dòng chip của TSMC và các công ty khác.

Nhà máy chip có gì đặc biệt?

Các nhà máy chip phải đảm bảo sạch hơn cả phòng phẫu thuật trong bệnh viện vì một mẩu bụi vô hình đối với mắt người thường cũng có thể phá hỏng những con chip này. Do đó, các nhà máy chip cần phải trang bị những hệ thống phức tạp để lọc không khí cũng như kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm.

Ngoài ra, những thiết bị đắt đỏ có thể bị lỗi, vận hành sai lệch bởi những rung động nhỏ. Vì vậy, để có thể miễn nhiễm trước mọi rung động, người ta đã xây dựng những căn phòng sạch trong nhà máy trên những khối bê tông khổng lồ đặt trên hệ thống hấp thụ chấn động đặc biệt.

Quá trình lọc khí và chất lỏng của nhà máy sản xuất chip cũng rất quan trọng. Hệ thống quạt cỡ đại của nhà máy sản xuất chip của Intel được đặt ở tầng cao nhất, cao khoảng hơn 21 mét có nhiệm vụ lưu thông không khí đến căn phòng sạch nằm ngay bên dưới.

Hàng nghìn máy bơm, biến thế, tủ điện, đường ống và buồng lạnh kết nối đến máy móc sản xuất được đặt bên dưới phòng sạch

Cần lượng nước khổng lồ

Nước rất quan trọng trong quy trình sản xuất chip để rửa sạch các tấm chip trong nhiều giai đoạn.

Sản xuất chip tiêu thụ rất nhiều nước. Hai nhà máy của Intel ở Chandler hút tổng cộng khoảng 50 triệu lít nước mỗi ngày từ bể chứa gần đó.

Các nhà máy sản xuất chip của Intel ở Chandler, lấy nước từ 3 con sông và một hệ thống giếng. Khoảng 82% lượng nước ngọt đã sử dụng trong các hệ thống lọc, bồn lắng, và các thiết bị khác có thể được tận dụng bằng cách chuyển ngược về thành phố, nơi có các nhà máy xử lý do Intel tài trợ. Nước đã được xử lý sau đó sẽ được phân phối lại cho thủy lợi và các mục đích khác ngoài ăn uống.

Các nhà máy chip được xây dựng ra sao

Intel đang xây dựng 2 nhà máy mới tại Chandler, Arizona (Mỹ), dự kiến hoàn thành trong 3 năm nữa với sự tham gia của khoảng 5.000 công nhân xây dựng có tay nghề cao.

Dự kiến, có khoảng hơn 680.000 mét khối đất được đào lên trong quá trình đào móng. Dan Doron, giám đốc xây dựng của Intel cho biết, khối lượng đất này sẽ được chở đi với tần suất 1 xe tải mỗi phút.

Móng của công trình sẽ cần tới hơn 340.226 mét khối bê-tông và sử dụng 100.000 tấn thép, nhiều hơn cả số vật liệu cần để xây dựng móng cho tòa nhà cao nhất thế giới là Burj Khalifa ở Dubai.

Cần hơn 100 xe tải để đưa từng phần của một số cần trục cần dùng tại công trường tới nơi và lắp ráp. Nhiệm vụ của chúng là cẩu 55 tấn thiết bị làm lạnh và nhiều thứ khác cho các nhà máy mới.