Chipproductie en foundry

Intel Fab 52: 50.000 vierkante meter voor chipproductie op nanometerschaal

Afgelopen week maakte Intel meer details bekend over zijn aankomende laptopprocessors met de codenaam Panther Lake. De compute-tiles, die de processorkernen bevatten, worden vervaardigd op Intels 18A-productieprocedé. De fabricage van deze technologie vindt plaats in Fab 52, Intels vestiging in Chandler in de Amerikaanse staat Arizona. Onze Duitse collega's van Hardwareluxx kregen de kans om Fab 52 te bezoeken, waardoor we de site uitgebreid kunnen bespreken.

Blikken achter de schermen zoals deze zijn zeldzaam, omdat chipfabrikanten niet graag hun kaarten laten zien. Dergelijke inzichten houden ook het risico in dat bedrijfsgeheimen uitlekken. De strenge regels die sinds 2023 van kracht zijn, zijn dit jaar niet versoepeld - integendeel. Intel verbiedt het om foto's te nemen aan de binnenkant van de fabriek, waardoor het eigen beeldmateriaal beperkt is tot de externe infrastructuur.

Eerst een paar feiten: Intel opende al in 1980 zijn eerste fabriek op de Ocotillo-campus in Chandler. De Ocotillo-campus heeft een totale oppervlakte van 2,5 miljoen vierkante meter, maar nog niet alles is ontwikkeld. Naast packaging vindt in Chandler vooral chipproductie plaats.

In de afgelopen decennia zijn er vijf chipfabrieken gebouwd en er is een zesde gepland:

• Fab 12: vanaf de jaren 1990
• Fab 22: vanaf 1996
• Fab 32: vanaf 2007 chips op 22/14/10nm op 300mm-wafers
• Fab 42: vanaf 2020 chips op 10/5nm op 300mm-wafers
• Fab 52: vanaf 2024 chips op 2nm op 300mm-wafers

De uitbreiding in de vorm van Fab 62 (ten zuiden van Fab 52) is momenteel in opbouw. Intel investeert in totaal 32 miljard Amerikaanse dollar in Fab 52 en 62. Fab 52 bestaat uit twee modules: Fab 52.1 en Fab 52.2. Op de satellietfoto hieronder is module 52.1 al voltooid, terwijl er nog volop wordt gewerkt aan module 52.2. Intel gebruikt ook deze modulaire bouwmethode voor zijn cleanrooms en spiegelt de apparatuur in de opbouw, wat de planning van deze infrastructuur vereenvoudigt.

De enorme afmetingen van het hele complex en de afzonderlijke gebouwen zijn moeilijk over te brengen op de foto's. Van Fab 12 tot Fab 52 zijn er gesloten bruggen die de individuele gebouwen met elkaar verbinden. Dit betekent dat personeel de gebouwen niet hoeft te verlaten om van het ene naar het andere gebouw wilt gaan. Deze route is ongeveer 1,6 kilometer lang. Maar niet alleen de hele site is enorm groot; een blik op de infrastructuur laat ook zien dat moderne chipproductie veel meer is dan alleen een cleanroom met belichtingsmachines.

Lucht, water en tientallen chemicaliën moeten worden opgeslagen, gezuiverd en later uitgescheiden of afgevoerd. De nieuwe Fab 52 verbruikt 34 miljoen liter water per dag. Het water wordt echter niet gewoon verbruikt en vervolgens in de riolering geloosd: Intel heeft hiervoor een recyclingproces opgezet waarbij een groot deel van het water wordt hergebruikt. Natuurlijk blijft het een beetje tegenstrijdig dat zo'n waterintensieve industrie wordt opgezet in een regio waar water (afgezien van een paar extreme regenbuien) een schaars goed is.

Hetzelfde geldt voor het elektriciteitsverbruik. De hele fabriek verbruikt tijdens productie ongeveer 100 MW aan elektriciteit. Volgens Intel wordt die vereiste volledig gedekt door hernieuwbare energie. De energie wordt echter niet ter plaatse opgewekt: Intel koopt de overeenkomstige capaciteit elders en wijst deze vervolgens toe aan het lokale verbruik in Chandler. Zonnepanelen met een piekvermogen van 3,3 MW zijn geïnstalleerd boven de parkeergarages. Deze kunnen dus slechts een fractie van de verbruikte energie opwekken.

Naast de cleanrooms is er uitgebreide aanvullende infrastructuur aanwezig: het gebouw bestaat uit verschillende niveaus, waarbij de cleanroom de middelste verdieping vormt. Boven en onder het gebouw lopen toevoerlagen voor water, energie, chemicaliën en gassen. Externe delen van het gebouw zijn verantwoordelijk voor waterbehandeling en noodstroomvoorziening.

Intel heeft naast enkele beelden van de binnenkant ook dronebeelden van Fab 52 gegeven. De onderstaande video geeft een betere indruk van het gigantische formaat van de vestiging in Chandler.