Секреты Fab 52: Как Intel создает будущее 2-нм чипов в Аризоне

Intel продолжает играть важную роль в технологическом развитии США, особенно в штатах Орегон и Аризона. Недавно я посетил Аризону, чтобы принять участие в Intel Tech Tour 2025, где Intel представила множество новинок недалеко от своего огромного кампуса Ocotillo.

Мне посчастливилось побывать на экскурсии по этому кампусу, и особенно по Fab 52 — новейшему и самому большому зданию, оснащенному самыми передовыми технологиями производства полупроводников в мире. Именно здесь будут производиться процессоры Intel следующего поколения, использующие новый технологический процесс 18A.

Если амбициозные планы Intel относительно Fab 52 осуществятся, 2026 год может стать прорывным для компании. В этой статье я расскажу вам об Intel 18A и поделюсь своими впечатлениями от посещения впечатляющей Fab 52.

В основе Intel Panther Lake — 18A

Intel 18A — первый технологический процесс, в котором используются RibbonFET и PowerVia, два революционных достижения в области полупроводников.

RibbonFET меняет фундаментальную конструкцию транзисторов, лежащих в основе каждого процессора.

PowerVia впервые использует обратную сторону кристалла.

Intel 18A, 2-нм техпроцесс, может похвастаться впечатляющими улучшениями по сравнению с Intel 3 (3-нм техпроцесс).

Intel 18A был разработан с нуля с учетом PowerVia и RibbonFET, что оптимизирует затраты по всем направлениям.

Я уже рассказывал о мобильных чипах Panther Lake следующего поколения от Intel и объяснял, что вам нужно знать о новой графике Intel Arc, которая будет с ними работать. Вскользь я упоминал и Intel 18A, подчеркивая, почему он так важен.

Если вы не в курсе, один из важнейших показателей прогресса в производстве полупроводников — это размер отдельных транзисторов, измеряемый в нанометрах. Чем меньше размер, тем больше транзисторов можно уместить на чипе. А чем больше транзисторов, тем выше производительность и энергоэффективность вашего устройства.

Intel 18A — это 2-нм технологический процесс, который находится на передовой современных возможностей производства полупроводников. Но особенным Intel 18A делают две уникальные технологии, которые впервые будут использованы в чипах, доступных потребителям: RibbonFET и PowerVia.

RibbonFET призвана заменить конструкцию транзисторов "FinFET", которая была стандартом более десяти лет. FinFET использует вертикальные транзисторы с "ребрами" (fin) и затвором сверху, контролирующим поток электричества. RibbonFET же использует новую, гибкую и масштабируемую конструкцию с "лентами" (ribbon) и затвором, который полностью оборачивается вокруг транзисторов. Это обеспечивает более точный контроль, меньшую утечку энергии, превосходную производительность на ватт и позволяет размещать транзисторы плотнее.

RibbonFET и PowerVia — это не просто ежегодные улучшения, это фундаментальные изменения в том, как изготавливаются процессоры.

PowerVia — не менее важное достижение. В традиционных чипах пути для сигналов и питания транзисторов проходят через переднюю часть кристалла, что может приводить к перегрузке и снижению производительности при увеличении плотности размещения транзисторов. В Intel 18A питание подается к транзисторам через заднюю часть кристалла, оставляя переднюю часть только для ввода/вывода сигналов.

Благодаря этим двум технологиям значительно повышается производительность, эффективность и стабильность при выполнении ресурсоемких задач, таких как искусственный интеллект. Intel 18A также можно комбинировать с другими технологическими процессами Intel благодаря усовершенствованной модульной упаковке Foveros-3D, позволяющей складывать несколько отдельных чиплетов на одном кристалле.

Intel Panther Lake — первая платформа, созданная с использованием Intel 18A, и она в полной мере использует эти улучшения. По мере расширения производства, другие компании могут обратиться к Intel для удовлетворения своих потребностей в полупроводниках. И все это происходит внутри Fab 52.

Fab 52 вживую: мой визит на фабрику будущего

Panther Lake — первая платформа, построенная на Intel 18A.

Это одна из передовых EUV-машин, которые Intel использует на Fab 52, которая травит кремниевые пластины в вакууме.

Большая часть литейного производства Intel автоматизирована, но Intel по-прежнему нанимает тысячи инженеров, техников и других сотрудников в Аризоне.

Мили и мили путей могут автоматически переносить пластины между этими инструментами.

Было увлекательно взглянуть за кулисы, но есть так много вещей, которые Intel не показывает обычным людям.

Кампус Intel Ocotillo огромен. Он постоянно расширяется с момента открытия в 1990-х годах и занимает площадь более квадратной мили. Здесь есть собственная установка для очистки и переработки воды площадью 12 акров. Fab 52, новейшее дополнение, впечатляет даже по меркам Ocotillo.

Четыре года строительства, тысячи рабочих и десятки миллиардов долларов инвестиций. Intel пришлось выкопать грунт объемом более 400 олимпийских бассейнов и залить более 600 000 кубических метров бетона. Бетона было так много, что Intel построила собственный бетонный завод прямо на месте, укрепив его более чем 75 000 тонн стали.

Но дело не только в размере здания. Intel должна была тщательно спланировать, как и где укрепить грунт, чтобы выдержать невероятно тяжелые машины экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUV), которые имеют решающее значение для Intel 18A. Эти машины настолько тяжелые, что для доставки только одной в Аризону требуется три грузовых самолета Boeing 747. На Fab 52 используются передвижные мостовые краны, встроенные в потолок, для строительства и обслуживания.

Мне удалось увидеть эти EUV лично, но попасть туда было не так просто. Мне пришлось оставить свой телефон и всю электронику (не только из соображений безопасности Intel, но и потому, что любой беспроводной сигнал может помешать работе невероятно точных инструментов внутри фабрики). Перед входом в чистую комнату, где меня одели в комбинезон, капюшон, ботинки, защитные очки и вторую пару перчаток, мне пришлось надеть сетку для волос, перчатки и бахилы.

Производство полупроводников стало возможным благодаря лучшим достижениям инженерии, химии и материаловедения, а также абсурдному уровню предвидения.

Внутри фабрики сразу ощущаешь "среднюю" температуру воздуха, так как Intel тщательно контролирует температуру, влажность и даже состав воздуха. Специальные вытяжные башни шесть раз в минуту циркулируют воздух в помещении, и воздух здесь в тысячи раз чище, чем в обычной операционной. Еще одна особенность — странный, желто-зеленый оттенок освещения, дополнительная мера предосторожности для защиты чипов Intel от воздействия определенных спектров света (как в темной комнате для проявки старой пленки).

Меня поразили километры путей, подвешенных к потолку, по которым сотни автоматизированных роботов переносят кремниевые пластины и кристаллы от инструмента к инструменту и от здания к зданию. Впечатляет и количество ультрасовременного оборудования, а также осознание того, что фабрика постоянно перестраивается как внутри, так и снаружи. Intel ежедневно решает, какие инструменты заменить или модернизировать, чтобы каждый участок фабрики выполнял свою роль.

Не буду притворяться, что понимаю, как человечество научилось заставлять камни "думать", но я многое узнал о производстве полупроводников во время своего визита в Intel в Аризоне. Мне не терпится увидеть, насколько хорошим окажется Panther Lake, и теперь, когда я увидел, где рождаются эти чипы, мне особенно интересно.

Мнение редакции: Intel делает огромные шаги вперед с технологией 18A и Fab 52. Внедрение RibbonFET и PowerVia — это настоящий прорыв, который может вернуть Intel лидерство в производстве полупроводников. Важно следить за тем, как эти технологии повлияют на производительность и энергоэффективность будущих процессоров.