Como funciona uma gigantesca fábrica de chips?

Olhe para as placas e circuitos do seu computador. Visualizando peças tão pequenas, talvez seja difícil imaginar que por trás da fabricação delas existe, em muitos casos, uma infraestrutura gigantesca, capaz de deixar instalações conhecidas muito aquém do que é apresentado em uma fábrica de chips.

A equipe do site Hard OCP teve acesso às instalações de uma gigantesca fábrica norte-americana de chips. A infraestrutura da Global Foundries ITDC pode ser conferida em detalhes nos dois vídeos abaixo, produzidos pela equipe. Apesar do espaço gigantesco, a fábrica permanece em construção e deve se tornar ainda mais moderna nos próximos anos.

Além disso, vale a pena reparar em como são feitas algumas das peças. A maioria delas não recebe contato humano algum durante o processo. A higienização e o ambiente asseado são outros diferenciais, que em nada lembram o antigo estigma do “chão de fábrica” sujo e com muitas pessoas circulando para todos os lados.

Abrindo as portas

A fábrica visitada pela equipe do site está localizada na cidade de Malta, em Nova York. Atualmente, o complexo continua em construção e a infraestrutura final prevê investimentos da ordem de US$ 1 bilhão. O tamanho do empreendimento impressiona, e mesmo aqueles que não são tão afeitos aos detalhes do mundo tecnológico vão gostar de conferir.

Completamente automatizada, a fábrica de Nova York será capaz de produzir cerca de 60 mil placas por mês. As peças vêm e voltam, passando por várias máquinas ao longo do processo. O que mais impressiona é o fato de que em nenhum momento há contato humano com as peças. Braços robóticos e trilhos especializados se encarregam de realizar todas as funções necessárias.

O que você vê no primeiro vídeo é apenas uma demonstração de como o sistema completo irá funcionar. Em menor escala, o laboratório da Global Foundries ITDC reproduz aquilo que estará em funcionamento nas instalações que estão em construção, que podem ser conferidas no segundo vídeo.

(Fonte da imagem: Global Foundries ITDC)

Software e engenharia

Por trás de todo o funcionamento do sistema existem dois pilares fundamentais: software e engenharia. O primeiro deles é responsável por automatizar todos os processos, fazendo com que apenas uma pequena equipe seja capaz de coordenar todas as funções a partir de uma central de comando.

Já a parte de engenharia ordena as ferramentas e a maneira como as placas se deslocam entre elas, para que possam ser trabalhadas de maneira independente, proporcionando um tempo menor de perdas no processo. A linha de produção propriamente dita, dessa forma, é completamente gerenciada pelo software.

Assepsia e eficácia

Condutores, semicondutores e placas de chips têm como característica o fato de serem peças delicadas e que requerem a máxima higienização possível. Para garantir que não haja contato humano com as peças durante o processo, o que pode danificá-las e comprometer toda uma linha de produção, todo o ambiente precisará ser isolado e protegido.

Além disso, o espaço onde as peças se deslocam, dentro de cada uma das prensas e máquinas em que param, também precisa garantir a completa assepsia para que impressões digitais ou resíduos de poeira não se acumulem sobre a superfície.

(Fonte da imagem: Global Foundries ITDC)

Caminhos e execução

Para que possa se deslocar ao longo de uma série de equipamentos, as peças são carregadas por uma espécie de trilho suspenso e deixadas em cada uma das ferramentas necessárias. É dentro dessas seções que o trabalho acontece, totalmente feito pelas máquinas. Ao término da ação, a peça é enviada novamente para o trilho e direcionada para a seção seguinte.

Graças a esse tratamento individual em cada um dos processos, é possível identificar rapidamente qualquer tipo de falha durante a produção. Se uma peça apresentar algum defeito ou ainda acumular resíduos ao longo do caminho, basta verificar isoladamente cada uma das partes para perceber de qual delas é a procedência do problema.

A maior do mundo

Quando concluídas, as novas instalações da Global Foundries ITDC tornarão o complexo a mais avançada fábrica de semicondutores do mundo. Para se ter uma ideia do tamanho do empreendimento, o que você vê no segundo vídeo é apenas um dos três blocos da fábrica que serão erguidos.

Com área construída prevista de 300 mil metros quadrados, a fábrica terá um enorme espaço de completa assepsia, para garantir que sejam mantidos todos os padrões de qualidade e segurança necessários. As novas instalações serão a oitava fábrica da empresa, que possui sedes também na Alemanha e em Cingapura.

A previsão de conclusão das obras é para 2014. Trabalhando em parceria com a IBM, a empresa atualmente desenvolve chips de 20 nanômetros e, com a implantação das melhorias, poderá desenvolver chips de até 14 nanômetros, passo importante para uma redução ainda mais significativa no tamanho dos componentes.

Global Foundries em imagens

Além dos vídeos que mostram parte do empreendimento, a Global Foundries disponibilizou ainda uma série de imagens conceituais e plantas de como serão as instalações quando finalizadas. Ao longo do texto e na galeria de imagens abaixo, você confere como será a mais avançada fábrica de chips do mundo.