Cum sunt fabricate cipurile, cât durează procesul şi de ce e criză

Cum sunt fabricate cipurile, cât
durează procesul şi de ce e criză

Maşină de produs cipuri ASML TWINSCAN NXT2000i.

Cei mai mari producători de procesoare de PC (CPU), smartphone sau cipuri grafice (GPU) nu au propriile fabrici, ci se bazează pe linii de producţie specializate, aflate în mare parte în Asia.

Ştiri pe aceeaşi temă

Maşinile pe care sunt construite aşa-zisele placi grafice AMD Radeon sau procesoarele Ryzen, cipurile grafice NVIDIA, procesoarele de telefon Exynos sau Qualcomm sunt fabricate de ASML, cel mai mare producător din lume, cu sediul în Olanda.

Un microcip, cunoscut şi sub denumirea de cip, cip de computer ori circuit integrat, reprezintă un set de circuite electronice montat pe o fâşie plană din siliciu. Setul de circuite poartă numele de tranzistori ce acţionează asemenea unor întrerupătoare în miniatură, activând sau dezactivând trecerea curentului. Siliciul este ales în industria cipurilor pentru că este un metal „semiconductor”, ceea ce înseamnă că prin combinarea cu alte materiale (fosfor sau bor), proprietăţile conducătoare ale siliciului vor creşte considerabil. Acest fapt conferă cadrul perfect prin care este permisă trecea eficientă a curentului electric.

Un microcip înglobează miliarde de tranzistori, iar dimensiunea acestuia poate fi comparată cu proporţiile unei unghii ale corpului uman. Caracteristicile microcipului sunt măsurate în nanometri. Un nanometru este o miliardime dintr-un metru, unitate de măsură extrem de mică.

Procesul de fabricaţie a microcipurilor cuprinde sute de etape şi poate dura până la 4 luni doar proiectarea acestuia până la producţia propriu-zisă. Astfel, producătorii de cipuri întreprind că etape preliminare, calibrarea calităţii şi temperaturii aerului din spaţiile destinate construirii cipurilor. Cele mai noi cipuri pot conţine până la 100 de straturi de siliciu suprapuse şi aliniate până la cel mai mic detaliu. Spaţiile special destinate creării microcipurilor sunt foarte bine igienizate (clasa ISO 1), ceea ce înseamnă că există foarte puţine particule ale căror dimensiuni pot fi observate doar la cele mai performanţe microscoape. Procesul prin care sunt realizate cipurile este numit litografie sau fotolitografie.

Litografia este un sistem de proiecţie, prin intermediul căruia lumina este transpusă printr-un plan al modelului pe o placă de siliciu fotosensibilă, ulterior modelul urmând să fie tipărit. Specific procesului de litografie este controlul fidelităţii modelelor (PFC) ce vizează analizarea întregului procesor de dezvoltare şi fabricaţie a cipurilor, oferind date esenţiale pentru producători. Aşadar, algoritmii de putere îşi fac prezenţa în acest proces, traduc şi implementează datele obţinute pentru a preveni ulterioarele erori sau defecte ale produsului finit, generând randamente ridicate în cadrul proiectărilor chiar şi pentru cele mai complexe cipuri. Programatorii ASML au dezvoltat un algoritm de Inteligenţă Artificială care îmbunătăţeşte în timp real calitatea cipurilor litografiate şi care a fost folosit pentru prima dată la producerea procesoarelor AMD Ryzen, astfel crescând eficientă maşinilor şi numărul de cipuri valide la finalul unui ciclu de producţie.

Când vine vorba de cipuri, acestea se clasifică în două tipuri: „cipuri logice” şi „cipuri de memorie”

  • „Cipurile logice” reprezintă „creierul” dispozitivelor electronice şi au rolul de a procesa informaţii pentru a finaliza o sarcină. Această categorie este formată din procesoarele (unităţii centrale de procesare), GPU-urile (unităţi de procesare grafică) şi NPU-uri (unităţi de procesare neuronală, destinate aplicaţiilor de învăţare profundă şi automată – regăsite de exemplu in produse cum ar fi AMD Ryzen Series). Printre producătorii de top care folosesc aceste cipuri, se regăsesc AMD, Samsung, NVIDIA, Qualcomm.
  • „Cipurile de memorie” sunt destinate stocării de informaţii

În primul val al pandemiei de COVID-19 de anul trecut, oamenii aflaţi în lockdown, lucrând de acasă au realizat că au nevoie de un computer (PC, Laptop, consolă) mai performant pentru job sau gaming. Aceştia au achiziţionat numeroase computere asamblate ori componente individuale, dar şi console video, generând o cerere în expansiune pe un trend de producţie în scădere (fabricile închise din zona asiatică din cauza măsurilor din timpul pandemiei).

Pentru industria auto, reglementările autorităţilor de anul trecut au scăzut producţia companiilor, însă vânzările de autoturisme nu s-au destabilizat, contrar aşteptărilor analiştilor economici. În anul 2021, tot mai multe dispozitive şi maşînării au la bază un cip sau mai multe. Astfel, numeroase companii auto integrează cipurile în autovehicule pentru a deveni semi-autonome sau complet autonome, acestea fiind un concurent serios pentru piaţa cipurilor şi semiconductorilor.

Producătorii de cipuri întâmpină momente dificile pe segmentul livrării în timp corespunzător a termoconductorilor către proprii clienţi din diferite domenii de producţie chiar şi la un an de la începutul pandemiei. ASML deţine monopolul tehnologiei cu litografie ce facilitează realizarea celor mai mici, mai puternice şi mai avansate cipuri din prezent. Contextul actual a pus toată planetă în dificultate, iar îmbunătăţirea maşinilor existente ASML cu tehnologie nouă şi producerea altor maşini au fost de asemenea îngreunate.

Pentru a încerca să diminueze din criză actuală, ASML va livra maşinării de fabricare a propriilor procesoare clienţilor de top, astfel ASML aşteptându-se în acest an la vânzări totale de 5,8 miliarde de dolari de euro cu 30% mai mari decât anul precedent.

Criză cipurilor de orice fel se reflectă în stocurile magazinelor IT, dar şi în cazul producătorilor auto sau în alte industrii. Un exemplu puternic al pandemiei şi al cererii extrem de ridicate este cel al plăcilor grafice sau a consolelor (Playstation şi Xbox). Forţaţi să petreacă mai mult timp în casă, oamenii s-au orientat către gaming şi socializare prin joc, iar plăcile grafice au dispărut din magazine.

Dacă apreciezi acest articol, te așteptăm să intri în comunitatea de cititori de pe pagina noastră de Facebook, printr-un Like mai jos:


citeste totul despre:
Modifică Setările