Bagaimana Intel membuat semikonduktor dalam kekurangan global

Bagaimana Intel Memproduksi Microchips Ditengah Persaingan Global

Dalam banyak hal, microchip adalah sumber kehidupan ekonomi modern. Mereka menyalakan komputer, telepon pintar, mobil, peralatan rumah tangga, dan banyak perangkat elektronik lainnya. Tetapi permintaan global untuk mereka telah melonjak sejak pandemi, yang juga menyebabkan gangguan rantai pasokan, yang menyebabkan kekurangan global.

Itu, pada gilirannya, memicu inflasi dan meningkatkan alarm bahwa Amerika Serikat menjadi terlalu bergantung pada chip buatan luar negeri. Amerika Serikat hanya menyumbang sekitar 12 persen dari kapasitas manufaktur semikonduktor global; lebih dari 90 persen chip paling canggih berasal dari Taiwan.

Intel, raksasa Silicon Valley yang mencoba membangun kembali keunggulan lama dalam teknologi manufaktur chip, membuat taruhan $20 miliar bahwa itu dapat membantu mengatasi defisit chip. Perusahaan sedang membangun dua pabrik di kompleks manufaktur chip di Chandler, Arizona, yang akan memakan waktu tiga tahun untuk diselesaikan, dan baru-baru ini mengumumkan rencana untuk ekspansi besar yang berpotensi dengan lokasi baru di New Albany, Ohio dan Magdeburg, Jerman.

Mengapa membuat jutaan komponen kecil ini berarti membangun – dan menghabiskan – begitu banyak? Melihat ke dalam fasilitas manufaktur Intel di Chandler dan Hillsboro, Oregon memberikan beberapa jawaban.

Chips, atau sirkuit terpadu, mulai menggantikan transistor tunggal yang besar pada akhir 1950-an. Banyak dari komponen kecil ini dibuat pada sepotong silikon dan diikat bersama untuk bekerja bersama. Chip yang dihasilkan menyimpan data, memperkuat sinyal radio, dan melakukan operasi lain; Intel terkenal dengan serangkaian apa yang disebut mikroprosesor, yang melakukan sebagian besar fungsi komputasi komputer.

Intel telah berhasil mengecilkan transistor dalam mikroprosesornya ke ukuran yang luar biasa. Tetapi saingannya Taiwan Semiconductor Manufacturing Company dapat membuat komponen yang lebih kecil lagi, alasan utama Apple memilih mereka untuk membuat chip untuk iPhone terbarunya.

Keuntungan seperti itu oleh perusahaan yang berbasis di Taiwan, sebuah pulau yang diklaim China sebagai miliknya, memperkuat tanda-tanda melebarnya kesenjangan teknologi yang dapat membahayakan kemajuan komputer, perangkat konsumen, dan perangkat keras militer, baik dari ambisi China maupun dari ancaman alami di Taiwan, seperti seperti: seperti gempa bumi dan kekeringan. Dan itu menyoroti upaya Intel untuk merebut kembali keunggulan teknologi.

Pembuat chip mengemas semakin banyak transistor ke setiap bagian silikon, itulah sebabnya teknologi ini semakin baik setiap tahun. Itu juga mengapa pabrik chip baru menelan biaya miliaran dan lebih sedikit perusahaan yang mampu membangunnya.

Selain biaya bangunan dan mesin, perusahaan harus mengeluarkan banyak uang untuk mengembangkan langkah-langkah pemrosesan kompleks yang digunakan untuk membuat chip dari wafer silikon berukuran papan – itulah sebabnya pabrik tersebut disebut “fabs”.

Mesin besar memproyeksikan desain chip ke setiap wafer, kemudian menyimpan dan mengetsa lapisan material untuk membuat transistor dan menghubungkannya. Hingga 25 wafer bergerak di antara sistem ini dalam pod khusus pada konveyor overhead otomatis.

Pemrosesan wafer melibatkan ribuan langkah dan memakan waktu hingga dua bulan. TSMC telah menetapkan langkah untuk produksi dalam beberapa tahun terakhir, mengoperasikan “gigafabs,” situs dengan empat atau lebih jalur produksi. Dan Hutcheson, wakil ketua firma riset pasar TechInsights, memperkirakan bahwa setiap situs dapat memproses lebih dari 100.000 wafer per bulan. Dia menempatkan kapasitas dua pabrik Intel senilai $10 miliar di Arizona masing-masing sekitar 40.000 wafer per bulan.

Setelah diproses, chips dipotong menjadi chip individu. Ini diuji dan dikemas dalam wadah plastik untuk dihubungkan ke papan sirkuit atau bagian dari suatu sistem.

Langkah ini telah menjadi medan perang baru karena semakin sulit membuat transistor menjadi lebih kecil. Perusahaan sekarang menumpuk banyak chip atau menempatkannya berdampingan dalam satu paket dan menghubungkannya sehingga berfungsi seperti sepotong silikon.

Sementara mengemas beberapa chip bersama-sama sekarang menjadi rutinitas, Intel telah mengembangkan produk canggih yang menggunakan teknologi baru untuk menggabungkan 47 chip individu yang luar biasa, termasuk beberapa dari TSMC dan perusahaan lain, serta yang dibuat di pabrikan Intel.

Chip Intel biasanya dijual seharga ratusan hingga ribuan dolar per buah. Misalnya, Intel merilis mikroprosesor tercepat untuk komputer desktop pada bulan Maret, mulai dari $739. Sepotong debu yang tidak terlihat oleh mata manusia dapat merusak Anda. Jadi pabrik harus lebih bersih daripada ruang operasi rumah sakit dan memerlukan sistem yang rumit untuk menyaring udara dan mengatur suhu dan kelembapan.

Fabs juga harus menahan hampir semua getaran yang dapat menyebabkan peralatan mahal tidak berfungsi. Ini adalah bagaimana kamar bersih yang luar biasa dibuat di atas pelat beton besar dengan peredam kejut khusus.

Juga penting adalah kemampuan untuk memindahkan volume besar cairan dan gas. Tingkat atas pabrik Intel, yang tingginya sekitar 70 kaki, memiliki kipas besar untuk membantu mengalirkan udara ke ruang bersih tepat di bawah. Di bawah ruang bersih terdapat ribuan pompa, trafo, lemari kontrol, pipa suplai, dan pendingin yang terhubung ke mesin produksi.

Gabungan dua situs Chandler Intel menarik sekitar 11 juta galon air setiap hari dari utilitas lokal. Ekspansi Intel di masa depan akan membutuhkan lebih banyak, tantangan nyata untuk negara yang dilanda kekeringan seperti Arizona, yang telah memotong alokasi air untuk petani. Tapi pertanian sebenarnya menggunakan lebih banyak air daripada tanaman chip.

Intel mengatakan situs Chandler-nya, yang bergantung pada tiga sungai dan sistem sumur untuk pasokan, memulihkan sekitar 82 persen air tawar yang mereka gunakan melalui sistem penyaringan, kolam tailing, dan peralatan lainnya. Air itu dikirim kembali ke kota, yang mengoperasikan pabrik pengolahan yang didanai Intel dan mendistribusikannya kembali untuk irigasi dan penggunaan non-minum lainnya.

Intel berharap dapat membantu meningkatkan pasokan air di Arizona dan negara bagian lainnya pada tahun 2030 dengan bekerja sama dengan kelompok lingkungan dan lainnya dalam proyek yang melestarikan dan memulihkan air untuk komunitas lokal.

Intel akan membutuhkan sekitar 5.000 pekerja konstruksi selama tiga tahun untuk membangun pabrik masa depan.

Anda memiliki banyak hal yang harus dilakukan. Penggalian fondasi diperkirakan akan menghilangkan 890.000 meter kubik tanah, yang akan diangkut dengan kecepatan satu truk sampah per menit, kata Dan Doron, manajer situs Intel.

Perusahaan mengharapkan untuk menuangkan lebih dari 445.000 meter kubik beton dan menggunakan 100.000 ton tulangan untuk pondasi – lebih dari yang digunakan untuk membangun gedung tertinggi di dunia, Burj Khalifa di Dubai.

Beberapa derek untuk konstruksi sangat besar sehingga dibutuhkan lebih dari 100 truk untuk mengumpulkan bagian-bagiannya, kata Doron. Antara lain, derek akan mengangkat pendingin seberat 55 ton untuk pabrik baru.

Patrick Gelsinger, yang menjadi CEO Intel setahun lalu, melobi Kongres untuk memberikan hibah pembangunan pabrik dan kredit pajak investasi peralatan. Untuk mengendalikan risiko pengeluaran Intel, ia berencana untuk fokus membangun “cangkang” luar biasa yang dapat dilengkapi dengan perangkat untuk merespons perubahan pasar.

Untuk mengatasi kekurangan chip tersebut, Pak Gelsinger harus merealisasikan rencananya untuk memproduksi chip yang dikembangkan oleh perusahaan lain. Tetapi satu perusahaan hanya dapat melakukan begitu banyak; Produk seperti ponsel dan mobil memerlukan komponen dari banyak pemasok, serta chip lama. Dan dalam hal semikonduktor, tidak ada negara yang bisa berdiri sendiri. Meskipun mendorong manufaktur dalam negeri dapat sedikit mengurangi risiko pasokan, industri chip akan terus bergantung pada jaringan perusahaan global yang kompleks untuk bahan mentah, fasilitas manufaktur, perangkat lunak desain, bakat, dan manufaktur khusus.

About Amanda Latuconsina

Check Also

Dalam pidatonya di Stanford, Obama menyerukan kontrol yang lebih besar atas media sosial

Dalam pidatonya di Stanford, Obama menyerukan kontrol yang lebih besar atas media sosial

PALO ALTO, California — Mantan Presiden Barack Obama pada hari Kamis menyerukan pengawasan peraturan yang …

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.