Jako jediná česká redakce, se mohlo 21. STOLETÍ podívat se společností Intel do její supermoderní “kuchyně” nejvýkonnějších počítačových technologií. Nahlédneme do izraelské továrny ve městě Kiryat Gat, která používá 45nm výrobní technologii a vyrábí 300 mm křemíkové desky pro počítačové procesory.
Nová, přísně utajovaná technologie, je mnohem výkonnější a úspornější, než dosud známé výrobky. Jeden tranzistor nového 45 nm čipu je tak malý, že se vejde 400x do jedné lidské červené krvinky.
21. STOLETÍ vám tak v poutavé reportáži přiblíží poněkud náročnější téma výroby nejmenších čipů světa.Útroby izraelské továrny Intel Fab 28 vypadají jako hollywoodské ateliéry, ve kterých se právě natáčí scifi film. Továrna společnosti Intel začala chrlit nejmodernější čipy na světě. My, novináři z celého světa, jsme byli nejprve důkladně proškoleni a připraveni na prohlídku. Fotoaparáty jsou z bezpečnostních důvodů nepřípustné ( vždyť se jedná o supertajné počítačové technologie, které je třeba střežit jako oko v hlavě). Za průhledy z bezpečnostních skel to vyhlíží jako na obrovských operačních sálech. Technologové jsou zahaleni v bělostných skafandrech na jedno použití. Do výroby se nesmí dostat ani zrnko prachu. Součástí pracovních “montérek” je samozřejmě respirátor s odsáváním, takže iluze kosmických pracovníků je dokonalá. Pohybují se obezřetně po nerezových roštech v oranžovožlutém osvětlení a pracují s vědomím, že se podílejí na nejmodernějších světových počítačových technologiích. Průvodci nás ostřížím zrakem sledují, abychom nerušili plynulý chod provozu.
Podobné je to i v druhé továrně ve městě Haifa, kde vyfasujeme slušivé oblečky a můžeme se opatrně pohybovat v provozech, kde se designují nové 45nm čipy, které jsou od počátku letošního roku dostupné i pro běžného uživatele.
Intel o krok napřed
Počet tranzistorů v počítačových čipech se podle tak zvaného Mooreova zákona zdvojnásobuje zhruba každé dva roky. S tím razantně roste výkon a možnosti počítačů. Uživatelé si žádají nejmodernější technologie, hrát graficky propracované hry a pracovat s multimédii. Poptávka však roste i po dalších funkcích, například po zabezpečení počítače a spolehlivém bezdrátovém připojení k internetu. Podstatná je rovněž snaha uspořit energii, která je stále dražší.
Nová, 45nm výrobní technologie ve srovnání s předchozí generací zhruba zdvojnásobuje hustotu tranzistorů v čipu, což umožňuje buď zvýšit celkový počet tranzistorů, a tím zvýšit jeho výkon, nebo snížit rozměr procesoru. Menší rozměry tranzistorů se odrážejí i v nižší spotřebě, což snižuje aktivní příkon zhruba o 30 procent. Malé rozměry, nízká spotřeba a špičkový výkon dělají z nových, 45nm procesorů Intel takřka univerzální čipy pro všechny druhy výpočetních zařízení: od kapesních internetových počítačů až po špičkové servery. Procesory vyrobené 45nm technologií jsou mnohem šetrnější k životnímu prostředí nejen díky nižší spotřebě, ale i vzhledem k použitým materiálům.
Spoluzakladatel společnosti Intel Gordon Moore říká: „Tyto nové procesory, které obsahují stamiliony tranzistorů s obsahem hafnia, patří mezi nejvýznamnější milníky vývoje tranzistorů za posledních 40 let.“ „Za vyřešení jednoho z největších problémů našeho odvětví můžeme děkovat vědcům, fyzikům a technikům. Jejich práce je úctyhodná a já gratuluji všem týmům společnosti Intel,“ říká Paul Otellini, prezident společnosti Intel.
Křemíkový špalek
Základem čipu je polovodič z křemíku ( tedy prachobyčejného písku), který se blíží téměř 100% chemické čistotě Z něj je vytvořen ingot o průměru 30 centimetrů, délce okolo 1,5 m a hmotnosti několika set kilogramů. Tento drahocenný “špalek” je diamantovou pilou rozřezán na plátky o tlouštce necelého jednoho milimetru a nazývá se wafer. Povrch waferu je dále zpracováván asi třemi stovkami technologických operací pomocí nichž je na plátu “vypěstováno” několik set čipů. Wafer je po dokončení všech technologických kroků rozřezán na jednotlivé čipy, které prochází přísnou kontrolou a zmetky jsou bez milosti likvidovány, nebo prodávány jako méně výkonné komponenty.
Jen čtyři místa na světě
Intel začal 45nanometrové procesory vyrábět v americkém Oregonu ve svém vývojovém zařízení D1D v lednu 2007. Fab 32 v Arizoně je třetí továrnou společnosti Intel vyrábějící 300mm procesorové pláty (wafery) a druhou továrnou na 45nm čipy. S otevřením továrny Fab 32 přechází Intel na velkokapacitní výrobu. Další dvě továrny s výrobní technologií 45 nm/300 mm pracují ve městě Kiryat Gat v Izraeli (Fab 28) a v Rio Rancho v Novém Mexiku (Fab 11x).
Absolutně čistý vzduch
Výrobní linky společnosti Intel s označením Fab jsou značeny jako laboratorní prostor „třídy 1“ (Class 1), což znamená, že na objem vzduchu o velikosti jedné krychlové stopy (0,028 m3) nepřipadá více než jedna částice o velikosti 0,5 mikronu nebo větší. Pro srovnání, lidský vlas má tloušťku 80 mikronů. Operační sály nemocnic jsou klasifikovány jako čisté prostory „třídy 10 000“, což znamená, že vzduch uvnitř továrny Intel Fab je stokrát čistší než vzduch na operačním sále. Vzduch ve vnějším prostředí by například spadal do „třídy 3 miliony.“
· První tranzistor vyrobený v Bell Labs v roce 1947 jste mohli držet v ruce, zatímco stovky nových 45nm tranzistorů Intel se vejdou na povrch jediné červené krvinky.
· Pokud by se dům zmenšil stejným způsobem jako tranzistory, tak byste se na něj museli dívat mikroskopem. Podívat se na 45nm tranzistor je možné jen těmi nejmodernějšími mikroskopy.
· Cena jednoho tranzistoru v nové generaci procesorů Intel – kódově označované Penryn – bude zhruba 1 miliontina průměrné ceny tranzistoru z roku 1968. Pokud by se auta zlevňovala stejným tempem, tak by dnes nové auto stálo kolem 20 haléřů.
· Dva tisíce 45nm tranzistorů za sebou tvoří řadu dlouhou, jako je široký lidský vlas.
· Na hlavičku špendlíku, která měří zhruba 1,5 milionu nanometrů, by se vešlo přes 30 tisíc 45nm tranzistorů.
· Do tečky na konci této věty – o průměru zhruba 0,1 mm neboli 100 000 nm – se vejde více než 2 tisíce 45nm tranzistorů.
· 45nm tranzistor se dokáže zapnout a vypnout zhruba 300 miliardkrát za sekundu. Než se 45nm tranzistor zapne a vypne, urazí světelný paprsek vzdálenost pouze necelé 3 milimetry.
Srovnání velikosti 45 nm
o nehet = 20 milionů nm
o lidský vlas = 90 000 nm
o zrnko pylu = 20 000 nm
o bakterie = 2 000 nm
o 45nm tranzistor Intel = 45 nm
o rinovirus = 20 nm
o atom křemíku = 0,24 nm
