Nhà máy tỷ đô tại Malaysia và những bí ẩn được Intel hé lộ để biến mình thành hãng gia công chip hàng đầu thế giới

Từng được bảo mật nghiêm ngặt nhưng giờ đây cánh cổng nhà máy tỷ đô Intel Malaysia đã mở ra, hé lộ rất nhiều bí ẩn mà giới công nghệ luôn khao khát được biết.

Intel chính thức mở nhà máy sản xuất chip đầu tiên bên ngoài nước Mỹ tại Penang, Malaysia vào năm 1972. Tuy nhiên phải đến 51 năm sau, cả thế giới mới có biết được điều gì diễn ra đằng sau những cửa khổng lồ của nhà máy ấy. Những bí mật về quy trình sản xuất của Intel được phô diễn cho cả thế giới để khẳng định rằng nếu họ đã tự phục vụ được cho bản thân, họ có thể làm điều tương tự cho các đối tác.

Intel Technology Tour 2023 - GVN360 và đại diện các trang tin công nghệ toàn cầu tham quan nhà máy Intel Malaysia

Tại Malaysia tính đến tháng 8/2023, Intel có 2 nhà máy ở Penang và Kulim - đảm nhiệm vai trò đóng gói và kiểm tra chất lượng trong chuỗi sản xuất toàn cầu - với mức kinh phí đầu tư đến 7 tỷ đô. Không dừng lại ở đó, hãng đã lên kế hoạch đầu tư thêm 7 tỷ đô nữa để mở rộng quy mô hoạt động từ nay cho đến 2032. Đây cũng là điểm đến của Intel Technology Tour 2023, nơi mà hãng hé lộ với giới công nghệ những bí mật về sản xuất. GVN 360 rất vinh dự được tham gia sự kiện này. 

CPU Intel được sản xuất như thế nào?

Intel hiện có 10 cụm nhà máy trên toàn cầu. Trong đó 6 cụm đảm nhiệm vai trò sản xuất các tấm wafer và 4 cụm lắp ráp/kiểm tra chất lượng. Cụm nhà máy ở Malaysia và Việt Nam đều có vai trò lắp ráp/kiểm tra chất lượng - cũng là khâu cuối cùng trước khi CPU đến tay của người tiêu dùng. 

Theo chia sẻ của Intel, các cụm nhà máy được đặt trên toàn thế giới sẽ giúp tối ưu vận hành cũng như giảm rủi ro đứt gãy chuỗi cung ứng nếu như có vấn đề phát sinh. Bên cạnh đó sự xuất hiện của nhà máy Intel cũng đem lại cơ hội việc làm cho người địa phương, góp phần thúc đẩy kinh tế xã hội. Đây là điều có thể thấy được tại Việt Nam, với kim ngạch xuất khẩu chip bán dẫn của Intel lên đến hàng triệu đô la và việc làm cho hàng ngàn công nhân.

Nhà máy Intel tại Malaysia có gì đặc biệt?

Tại Malaysia, nhà máy Intel Kulim đảm nhiệm vai trò chọn lọc và xử lý chip và Intel Penang sẽ phụ trách phần Assembly/Testing (lắp ráp/kiểm tra chất lượng).

Các wafer chip sau khi được sản xuất tại các cụm nhà máy khác sẽ được tập trung về nhà máy Intel Kulim để triển khai quy trình Kulim Die Sort Die Prep (KMDSDP). Bạn có thể tạm hiểu là quá trình xử lý die và chọn lọc chip.

Các tấm wafer có kích thước đến 300mm với bản mạch được khắc sẵn sẽ trải qua quá trình xử lý (khắc laser, mài, cắt) để tạo ra các die (nhân của chip) riêng lẻ.

Các con chip sau khi được xử lý die sẽ được đưa vào hệ thống máy để kiểm tra lỗi cũng như đo lường hiệu suất. Để đạt được điều này, Intel đã phát triển ra hệ thống mô-đun chọn lọc chip được cấu thành bởi 20 cell kiểm tra riêng biệt. Mỗi cell này có trọng lượng đến 1000 cân (khoảng 450 kg) và được di chuyển bởi robot tự động ứng dụng công nghệ hovercraft (trượt trên không khí, không chạm đất).

Mỗi con chip sẽ được gắn vào "probe card", sử dụng hàng ngàn cây kim mỏng hơn tóc người để kết nối mạch với các thiết bị kiểm tra chuyên dụng. Intel cho biết hãng đo lường điện chạy trên bản mạch của chip để phân tích độ tin cậy và dò lỗi.

Sau khi được kiểm tra, chip sẽ được gửi đến nhà máy Penang để tiếp tục quy trình lắp ráp và kiểm tra, với 6 giai đoạn chính là:

·  Chip Attach: die sẽ được gắn vào tấm PCB kèm với các linh kiện khác

·  Expoxy: nhựa exopy sẽ được đưa vào để lấp các khoảng trống, đồng thời giúp phân tán lực nén đồng đều trên khắp bề mặt chip

·  Lid Attach: keo tản nhiệt sẽ được trét lên trước gắn miếng tản nhiệt tích hợp (IHS), điều này giúp tối ưu hiệu quả các giải pháp tản nhiệt của người dùng cuối (tản khí, tản nước,...)

·  Burn-in: stress test ở nhiệt độ và hiệu điện thế cao để phát hiện lỗi

·  Test: các bài kiểm tra về điện được thực hiện để đảm bảo chỉ những con CPU hoạt động ổn định thì mới có thể đến tay người dùng

·  PPV: bài kiểm tra mô phỏng cách sử dụng của người dùng cuối.

Chất lượng CPU Intel không chỉ đến từ quy trình sản xuất tiên tiến mà còn ở khâu kiểm định chặt chẽ

Một điều khá thú vị mà Intel hé lộ tại nhà máy ở Malaysia đó là hãng có cả khu vực nhà máy riêng để phát triển và sản xuất các thiết bị test CPU (System Integration and Manufacturing Services - SIMS).

Nhà máy SIMS phụ trách sản xuất các thiết bị kiểm tra và bảng mạch chuyên dụng cho tất cả các nhà máy sản xuất, phòng thí nghiệm trên toàn cầu của Intel. Những thiết bị này được sử dụng để phát triển và sản xuất các CPU Intel.

Sản phẩm của SIMS được chia làm 3 loại chính:

·  High Desity Burn-In Tester: hệ thống triển khai stress test CPU với hiệu điện thế và nhiệt độ cao

·  High Density Modular (HDMT) Tester: hệ thống triển khai test cấo độ class hoặc backend đối với CPU Intel. Hệ thống này được sử dụng trong các nhà máy và phòng thí nghiệm để phát triển CPU và sản phẩm mới.

·  System Level Test (SLT): hệ thống thử nghiệm mô phỏng lại môi trường sử dụng của người dùng thông thường. Mỗi hệ thống đủ khả năng đáp ứng tính năng và yêu cầu đặc biệt của CPU, để đảm bảo độ phủ trong tất cả mọi trường hợp.

Với IDM 2.0, Intel đã sẵn sàng gia công chip cho các đối tác

Đầu năm 2021, CEO Intel là Pat Gelsinger đã công bố chiến lược IDM 2.0 - qua đó Intel sẽ hướng đến mục tiêu cung cấp dịch vụ gia công chip cho các đối tác. Đây là một bước thay đổi lớn, vì từ trước đến nay hệ thống nhà máy của Intel chỉ phục vụ nội bộ.

Thông qua những bí mật được hé lộ tại nhà máy ở Malaysia, chúng ta có thể thấy được cơ sở giúp Intel theo đuổi chiến lược IDM 2.0: quy trình sản xuất tiên tiến và khâu kiểm tra chất lượng cực kỳ gắt gao. Dựa trên lịch sử, CPU Intel luôn được biết đến như là một trong những linh kiện đáng tin cậy nhất trong một dàn máy. Và nếu Intel gia công cho đối tác, độ tin cậy có lẽ là một trong những điều chúng ta có thể an tâm.

Tuy vậy Intel sẽ còn một chặng đường dài đầy khó khăn phía trước để khẳng định vị thế trong mảng cung cấp dịch vụ gia công chip bán dẫn. Hãng sẽ phải đối đầu trực tiếp với TSMC và Samsung, những cái tên vốn đã khẳng định tên tuổi và chất lượng trong lĩnh vực gia công chip cho đối tác thứ 3.

Bên cạnh đó là những lo ngại về bảo mật công nghệ, vì các hãng có nhu cầu đi gia công chip lớn hiện này đều là "những đối thủ" của Intel trên thị trường chip. Tạm kể ra thì chúng ta có Nvidia, AMD hay xa hơn như Apple. Đại diện Intel cho biết việc bảo mật cho khách hàng là yếu tố cực kỳ quan trọng trong dịch vụ gia công, và hãng đã có những quy trình cực kỳ khắc khe để đảm bảo điều này.

Dù vậy, Intel dưới bàn tay dẫn dắt của CEO Pat Gelsinger có vẻ như đang đi đúng hướng. Các bộ xử lý thế hệ 13 được giới công nghệ đón nhận rất tốt, trong khi tốc độ phát triển của công nghệ sản xuất đã bắt đầu trở lại đúng quỹ đạo. Hi vọng sắp tới Intel sẽ tiếp tục thành công trong mảng gia công, vì các con chip bán dẫn ngày càng quan trọng trong cuộc sống hiện đại.

 Cảm ơn các bạn đã quan tâm theo dõi!