บุกโรงงานประกอบชิป Intel เบื้องหลังสายพานผลิต CPU ตัวดัง

[กว่าจะมาเป็นชิป] เคยมีคำกล่าวว่า ชิป CPU คือส่วนที่พังยากที่สุดในบรรดาชิ้นส่วนคอมฯ หรือ PC Components และในชิปสี่เหลี่ยมตัวเล็ก ๆ นี้ เหตุใดถึงได้มากความสามารถเหลือเกิน แอบสงสัยมานานว่าทำไม กระทั่งช่วงเดือนกันยายนที่ผ่านมา ทางผู้เขียนได้มีโอกาสไปเยี่ยมชมโรงงาน Intel ที่ประเทศมาเลเซีย และที่แห่งนี้เองก็ให้คำตอบที่สงสัยมานานอย่างหมดจด

Intel Malaysia Team โรงงานแห่งที่สอง

ปัจจุบัน Intel มีโรงงานผลิต 10 แห่งทั่วโลก ทว่าสองวิทยาเขต ปีนัง (Penang) และ คูลิม (Kulim) คือสถานที่ตั้งของโรงงาน Intel สาขามาเลเซีย ที่ถือได้ว่าเป็นโรงงานแห่งที่สอง สร้างขึ้นหลังก่อตั้งโรงงานแห่งแรก (1972) ในสหรัฐฯ เพียง 4 ปี ซึ่งเริ่มต้นด้วยพนักงานเพียง 100 คนเท่านั้น จนปัจจุบันก็มีมากถึง 15,000 คนแล้ว และเป็นหนึ่งในกลุ่มพนักงานที่มีความหลากหลายมากที่สุดของ Intel อีกด้วย

สำหรับหน้าที่ของโรงงาน Intel สาขามาเลเซียนั้น หลัก ๆ ก็คือการออกแบบและพัฒนาชิปประมวลผล จากนั้นก็ส่งมอบในกลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Intel ทั้งหมด อาทิ ไคลเอนต์ , FPGA , เครือข่าย , Edge (IoT) , ซิลิคอนโฟโตนิกส์ , กราฟิกและอื่น ๆ โดยจุดสำคัญของโรงงานเลยคือ การตรวจสอบให้แน่ใจว่า การออกแบบผลิตภัณฑ์ได้ทำงานตามที่ตั้งใจไว้ ก่อนที่จะสร้างชิปทดสอบ ทดสอบ และทดสอบจนกว่าจะชัวร์ ซึ่งนี่เองก็คือส่วนที่ทำให้ชิปประมวลผลหรือ CPU ถึงได้พังยากและมากประสิทธิภาพ

Advanced Packaging โรงงานประกอบชิป

ต้องบอกก่อนว่า โรงงาน Intel สาขามาเลเซียจะได้รับส่วนที่เป็น [Wafer] หรือแผ่นซิลิคอน (Si) ที่มีลักษณะเป็นทรงกลม ถูกตัดแบ่งเป็นแผ่น ๆ มาเรียบร้อยจากโรงงานสาขาอื่น จากนั้นในสาขามาเลเซียก็นำมา [ประกอบ] และ [ทดสอบ] ก่อนส่งออกนั้นเอง

ตามที่กล่าวไป โรงงาน Intel สาขามาเลเซียนั้น จะได้รับ Wafer จากโรงงานผลิตที่อื่น จากนั้นก็จะมีการเตรียมแม่พิมพ์สำหรับผลิตภัณฑ์แต่ละชิ้น เพื่อนำมาประกอบและเชื่อมต่อเข้ากับ Wafer อีกชิ้น หรือที่เรียกในชื่อเทคโนโลยีว่า Intel Foveros

หากให้บอกขั้นตอนการประกอบแบบคร่าว ๆ แผ่น Wafer ที่ว่านี้ ก็จะถูกเข้าสู่กระบวนการหลายขั้นตอน อาทิ การเคลือบสาร ฉายแสง ชุปสาร และล้างสาร เพื่อทำการสร้าง Transistor หรือง่าย ๆ คือ การปั๊มลายวงจรลงในแผ่น Wafer ซึ่งจะวางซ้อนกันหลายชั้น โดยตลอดขั้นตอนนี้ คือการกำหนดคุณภาพหรือระดับของ CPU ที่ต้องการ

หากใครสนใจข้อมูลที่เหลือ สามารถไปอ่านต่อได้ใน ที่นี่ แต่ถ้าอยากรู้ว่าการตรวจสอบความถูกต้องหรือ [ทดสอบ] ที่ว่าคืออะไรบ้าง ก็อ่านต่อได้

Post-silicon validation หนึ่งในช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นและสำคัญที่สุด

การผลิตและการประกอบชิป Intel นั้น นับเป็นสองขั้นตอนสำคัญที่ขาดไม่ได้ก็จริง แต่หากให้บอกว่าขั้นตอนไหนสำคัญที่สุด นั้นคือ การทดสอบ หรือ Post-silicon validation ซึ่งก็จะเป็นหน้าที่หลักของทีมตรวจสอบหลังขั้นตอนประกอบตัวซิลิคอน ซึ่งพอได้เป็นชิปแล้ว ก็จะถูกนำมาจำลองและทดสอบ เพื่อค้นหาจุดบกพร่องและปัญหาต่าง ๆ อย่างจริงจัง เอาให้ชัวร์ว่าชิปหรือโปรเซสเซอร์แต่ละตัว ต้องทำงานได้อย่างไร้ที่ติ ก่อนจะกลายมาเป็นชิปให้เราได้ใช้กันนี้เอง

ในช่วงนี้บอกได้เลยว่า ใช้เวลาในการเดิมชมมากที่สุด อย่างที่กล่าวไป “ชิปหรือโปรเซสเซอร์แต่ละตัว ต้องทำงานได้อย่างไร้ที่ติ” ก็ตามนั้นเลยครับ บูธชมการทดสอบมีมากกว่า 10 จุด เดินจนขาลาก จุดนี้ทดสอบการกินไฟ จุดนี้ทดสอบการทนความร้อน จุดนี้เทส Benchmark ในโปรแกรมต่าง ๆ จุดนี้ดูความเข้ากันได้ของอุปกรณ์อื่น ๆ ทั้งใน PC , โน้ตบุ๊ก , IoT ไปจนถึงอุปกรณ์ระดับเซิร์ฟเวอร์

ส่วนจุดน่าสนใจจริง ๆ ของการทดสอบนั้น นั้นคือการที่ Intel ลงทุนผลิตเครื่องมือใช้ทดสอบเน้น ๆ และหนึ่งในนั้นก็คือ “เมนบอร์ด” ใช่แล้วครับ Intel ผลิตเมนบอร์ดของตัวเอง เพื่อใช้ทดสอบชิป CPU ของตัวเองโดยเฉพาะเลย

เมื่อผลิตเอง ก็ช่วยทำให้การทดสอบมีความหลากหลายยิ่งขึ้น ซึ่งก็ช่วยทำให้ Intel สามารถผลิตชิปที่ใช้งานต่างหน้าที่กันได้ง่ายขึ้น คือผลิตออกมาแล้ว ก็นำไปทดสอบในเครื่อง ที่มีจำลองการใช้งานในบทบาทต่าง ๆ ได้ทันที

ทั้งหมดนี้ก็เป็นที่มาของความเสถียรและประสิทธิภาพของชิป CPU จาก Intel ซึ่งการมาโรงงานครั้งนี้ แอบเสียดายนิด ๆ ทื่ไม่ได้เห็นขั้นตอนการผลิตตั้งแต่เป็นแผ่น Wafer แต่การได้มาเห็นการประกอบและทดสอบ ก็ทำให้เห็นภาพมากเกินพอ โดยเฉพาะการทดสอบ ที่ส่วนตัวยังแอบคิดเลยว่า “พอเหอะ ผมเชื่อแล้วว่าดีจริงครับบ”

ฉันชื่อ…… ทำงานที่ Intel มา 1X กว่าปีแล้ว

ขอทิ้งท้ายด้วยกิมมิคเล็ก ๆ แต่แอบยิ่งใหญ่ ในตอนที่เดินชมบูธชมจุดต่าง ๆ ในโรงงานนั้น จะมีพนักงานของ Intel ที่ปฏิบัติตามจุดนั้น ๆ มาอธิบายขั้นตอนด้วยตัวเอง แต่ก่อนเริ่มก็จะมีการแนะนำตัวเอง ซึ่งทุกคนก็จะบอกทั้งชื่อ ตำแหน่ง หน้าที่ และปิดท้ายว่า ทำงานที่ Intel มากี่ปีแล้ว เกือบทุกคนล้วนบอกว่า 10 – 20 ปีขึ้นไป โรงงาน Intel สาขามาเลเซียก่อตั้งมาแล้วกว่า 50 ปีแล้ว การที่มีพนักงานมากล่าวแนะนำตัวเองด้วยรอยยิ้ม พร้อมกับกล่าวอย่างภาคภูมิใจว่าทำงานมากี่ปีแล้ว ก็อาจสะท้อนให้เห็นถึงวัฒนธรรมองค์กรได้เป็นอย่างดี และน่าจะส่งผลมายังผู้ใช้หรือเหล่าลูกค้าอย่างเรา ๆ ได้ไม่น้อยเลยครับ