סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

איך מייצרים מעבד, מה יש בו ובשורה התחתונה - מה זה עושה עבורנו?

16:05
  /     

כשנכנסים ל FAB 52 בצ’נדלר, אריזונה, קשה שלא להרגיש שאתה צועד בתוך הלב הפועם של אינטל. האולמות עצומים, מוארים באור לבן כמעט סטרילי, ורמות הניקיון גבוהות פי אלף מחדר ניתוח.ב־Fab 52 מיוצרים wafers בטכנולוגיית Intel 18A מהם נגזרים המעבדים העתידיים, כולל Panther Lake. עבורי זה היה החלק החשוב בביקור באריזונה – לא עוד מצגות ושקפים תיאורטיים, אלא לצפות במקום בו מיוצר לב הסיליקון של אינטל, גם אם בסוף הסיור היתה תחושה של – לא ראינו מספיק.

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה
בכניסה ל FAB

FAB 52 מהווה חלק מ-Ocotillo Campus של אינטל, אחד ממתחמי הייצור הגדולים בעולם שמשתרע על שטח של כ־1 מייל רבוע, נבנה על אדמות חקלאיות שנרכשו מהמשפחה המקומית (Bogle) בתחילת שנות ה־90, והוא אחד ממוקדי התעשייה החשובים באריזונה. זהו אחד המפעלים הראשונים שמיועדים לתהליך Intel 18A  עם RibbonFET ו-PowerVia , אותו תהליך שמאפשר לאינטל לקפוץ קדימה בדור הטרנזיסטורים והוא לא רק מייצר שבבים לאינטל עצמה, אלא גם נועד להוות חלק מפעילות Intel Foundry Services – כלומר לייצר שבבים גם עבור לקוחות חיצוניים, ולתת מענה ישיר מול TSMC וסמסונג.

המעבד המוגמר שאתה ואני נראה במחשב נייד לא יוצא מפה כמו שהוא. ב – FAB 52 נוצרת התשתית – הסיליקון בטכנולוגיית Intel 18A, עם RibbonFET ו-PowerVia. רק אחרי שה־wafers יוצאים מכאן, הם נחתכים ל־dies ונשלחים למתקני הרכבה ואריזה אחרים של אינטל. שם נכנסת לפעולה טכנולוגיית Foveros, שמחברת את ה־CPU, ה־GPU וה־NPU בשכבות תלת ממדיות, ממש כמו משחק לגו אולטרה־מדויק.

ה-GPU – דור שלישי ל-Xe Core

ב – Panther Lake שולב GPU מדור Xe3 עם חידושים מהותיים – יחידות Ray Tracing משודרגות עם ניהול דינמי לאסינכרוניות, מנועי וקטור משופרים עם תמיכה בעד 25% יותר תthreads, תמיכה בחישובי FP8 ל-AI, לצד INT8 ו-BF16, והגדלת ה-L1 cache ב-33% ו-L2 cache של עד 16MB בתצורת 12Xe cores.

התוצאה לפי אינטל: שיפור של מעל 50% בביצועי גרפיקה לעומת Lunar Lake ו-40% יעילות-לוואט טובה יותר לעומת Arrow Lake H.

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

ה-NPU – הדור החמישי (NPU 5)

המעבד משלב גם את ה-NPU 5, המאיץ הייעודי ל-AI עם מערך MAC חדש עם 4096 פעולות מחזור ב-INT8 או FP8, תמיכה נייטיב ב-FP8, שמאפשרת פי 2 תפוקה וצריכת חשמל נמוכה יותר במחיר פגיעה מזערית בדיוק, שיפורים בפונקציות אקטיבציה (GELU, Sigmoid, ReLU ועוד) לתמיכה במודלים מודרניים ושיפור של מעל 40% ביחס TOPS לשטח (TOPS/area) לעומת NPU 4.

כך מתקבל שילוב שבו CPU + GPU + NPU מספקים יחד יכולת להגיע ל – 180 TOPS, טווח שמספיק גם ל-gaming עתיר גרפיקה וגם ל-AI מסובך כמו Stable Diffusion או LLMs.

מה כל זה אומר למשתמש? פיצ'רים מבוססי AI ירוצו ישירות על המחשב, בלי לשלוח הכול לענן – מהיר יותר וגם שומר על פרטיות. משימות כמו זיהוי קול, סיכום טקסטים, יצירת תמונות (Stable Diffusion) או עיבוד וידאו יתבצעו מהר יותר, ובלי לשרוף את הסוללה. במחשבי עבודה – יישומי אופיס עם AI, פגישות Teams עם תרגום בזמן אמת, או ניהול משימות חכם ירוצו חלק בלי לפגוע בביצועים הכלליים.

ניהול עומסי העבודה הוא חכם יותר כך שבזמן שאתה משחק, ליבות P מריצות את המשחק עצמו, ליבות E מטפלות בכל מה שרץ ברקע (Discord, דפדפן, הקלטה), וליבות LP E מתפקדות על משימות סופר קלות כדי לחסוך סוללה. זה מביא לחוויית שימוש חלקה בלי "קפיצות" או לאגים, גם כשיש הרבה תוכנות פתוחות במקביל

המעבדים: איזון חכם בין ליבות P, E ו-LP E

בלב אסטרטגיית Panther Lake עומדת ארכיטקטורת ה-Hybrid של אינטל, שמשלבת ליבות P (Performance) לליבה גבוהה, ליבות E (Efficiency) לעומסים מקביליים, וליבות LP E לצריכת הספק נמוכה.

  • ליבת Darkmont מציגה ביצועים ברמה של Raptor Cove אך בהספק נמוך יותר – שילוב אידיאלי למטלות מרובות־חוטים.
  • ליבת Cougar Cove היא ממשיכת דרכה של Lion Cove ותומכת בקצבים גבוהים יותר, תזמון רחב יותר, ויכולת חיזוי הסתעפות (branch prediction) משופרת.
  • מערכת התזמון החדשה (Intel Thread Director) יודעת לנתב עומסי עבודה בזמן אמת: משימות כבדות ל-P, משימות מקבילות ל-E, ומשימות רקע ל-LP E.

לדברי אינטל, Panther Lake מספק ביצועי multithread עדיפים לעומת Arrow Lake ו-Lunar Lake, תוך חיסכון משמעותי בהספק, עד 30% פחות צריכת חשמל באותה רמת ביצועים.

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

אבל, אינטל לא לבד בשימוש ברעיון של אספקת חשמל בגב השבב. TSMC מתכננת להטמיע טכנולוגיית Backside Power Delivery, המתוכננת לרדת לייצור מסחרי בסוף 2026. גרסאות של TSMC ב-1.6nm/“A16 class” כבר מדברות על שיפור של כ־10% בתדר או 15-20% צריכת חשמל נמוכה יותר בהשוואה לגרסאות קודמות

בשורה התחתונה מחשב נייד יחזיק יותר זמן סוללה תחת עומסים, פחות יתחמם ופחות יפעיל מאווררים ברעש גבוה ואפשר יהיה לקבל ביצועים גבוהים גם במחשבים דקים וקלים, לא רק במפלצות שולחניות.

וחוזרים למפעל

ואם נחזור רגע ל FAB באריזונה, נראה איך כל הדיוק והירידה לפרטים האלה מגיעים לידי ביטוי במקום שבו הטרנזיסטורים הזעירים, הנמדדים בננומטרים בודדים, נוצרים מתוך פרוסות סיליקון (wafers). התהליך כולל מאות שלבים של ליתוגרפיה באולטרה-סגול (EUV), דיפוזיה, חריטה כימית ושכבות מתכת זעירות והמקום מצריך רמות נקיון גבוהות פי אלף מחדרי ניתוח. כל גרגר אבק עלול להרוס שבב.

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

הקמפוס Ocotillo (כולל FAB 52) פועל תחת מדיניות שמיועדת לשימור מים, מחזור פסולת הבנייה ורפורמות סביבתיות תוך ש- Intel חרטה על עצמה שאפתנות לניצול מים חיובי. אינטל הקימה מתקן OBRF (Ocotillo Brine Reduction Facility) על שטח של 12 אקר, בשיתוף עם עיריית צ’נדלר, שמטפל במי מלח ומסוגל למחזר 9 מיליון גלון מים ביום והגיעה לסטטוס water positive באריזונה, כולל החזרת 1.1 מיליארד גלון מים לטבע ב־2023. וזה עוד לפני שנכנסנו למתחם בפועל….

 

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

עוד לפני שנכנסים לשטח הנקי, קיבלנו הוראות חד משמעיות – נעליים סגורות, להשאיר כל מכשיר חשמלי/אלקטרוני מאחור, כולל טבעות ושעונים, לא להתיז עלינו אפטרשייב באותו יום ואפילו לא להגיע מאופרים (פה נשברתי). בכניסה למפעל עוברים תהליך לא קצר של הלבשה – שתי שכבות נעליים, שתי שכבות כפפות לידיים, כובעים לראש ואפילו לזקן וכל זה עוד לפני שלבשנו על עצמנו את חליפת החלל האטומה. הכל כדי שחלילה שערה משערות ראשנו לא תיפול ותזהם את ההליך. שטח clean room הוא כ 63,600 מ״ר יחד עם מבני שירות תומכים וסאב-FAB תתקרקעי– boiler/chiller, טיפול מים טהורים, טיפול שפכים  וכו׳.

קצת נתונים:

  • יותר ממיליון מטרים מעוקבים נחפרו (כ־400 בריכות אולימפיות).

  • 600 אלף מ"ק בטון + 75 אלף טון פלדה – פי 2 מהבורג' חליפה.

  • 35 אלף טון פלדה מבנית – פי 5 ממשקל מגדל אייפל.

  • 9 מיליון מטרים של צנרת וחיווט – שווה ל־214 מרתונים

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה
תלבושת רק לצורך הצילום. האמיתית מורכבת יותר

מי שמובילה את ניהול המפעל, היא  זיוית כץ צמרת, ישראלית מן הסתם שניהלה במשך השנים מחלקות שונות ב FABים ברחבי העולם, כולל ה FAB הישראלי.לפי אינטל, עלות Fab טיפוסי נעה בין 20 ל־25 מיליארד דולר, נדרשים לו אלפי פועלי בניין ולוקח 3–5 שנים להקמה

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה
זווית כץ צמרת

אמנם מהמפעל הזה לא יוצא המעבד השלם של אינטל כמו מוצר סופי, אלא ה- FAB 52 מייצר את ה wafers – פרוסות הסיליקון הענקיות שעליהן מוטבעים מיליוני הטרנזיסטורים והאריחים (tiles) שמרכיבים את המעבד. בשלב הבא, ה־wafers נחתכים לחתיכות זעירות (dies) ונשלחים למתקנים אחרים של אינטל, שם הם עוברים תהליכי הרכבה ואריזה (Packaging), עם טכנולוגיית Foveros שמאפשרת חיבור תלת־ממדי של אריחי CPU, GPU ו – NPU.

סיירתי ב FAB52 – המפעל הענק של אינטל באריזונה

המסר העיקרי והתחושה העיקרית שלי מההופעה המרשימה של אינטל באריזונה, הוא שהחדשנות של אינטל אינה רק בליבה הבודדת או במאיץ אחד אלא בניסיון לבצע סינרגיה, דבר המתבטא בשילוב האריחים של אינטל ובנייתם כמו לגו, שיאפשר ל OEM לבחור את המוצר הסופי המתאים עבורו ולחבר בין אריחים שונים המעניינים אותו:

  • המעבד (CPU) מנהל חכם של עומסי העבודה.
  • ה-GPU מספק עוצמה גרפית ותמיכה באלגוריתמים של AI.
  • ה-NPU מבצע את המשימות הייעודיות של AI ביעילות אנרגטית מקסימלית.
  • התוכנה – מ-Intel Thread Director ועד XeSS – מחברת הכול למערכת חלקה שעובדת היטב במשחקים, בעיבודי AI וביישומי פרודוקטיביות.

מהתאוריה למעשי – מה כל זה נותן לנו בעצם?

טכנולוגיהמה זה עושה בפניםמה המשתמש אמור לקבל בפועל
RibbonFET + PowerVia (Intel 18A)טרנזיסטור חדש (Gate-All-Around) ואספקת חשמל מהגב של השבב לשיפור יעילות וזרימת מתחמחשב חזק יותר שלא מתחמם או מרוקן סוללה מהר
Hybrid Cores (P / E / LP E) + Thread Directorחלוקת עבודה חכמה בין ליבות ביצועים, יעילות וליבות זולות בהספקמשחקים רצים חלק גם כשיש דפדפן ו-Discord פתוחים ברקע
XeSS 2/3 ו-Smart RenderingUpscaling חכם ו-Frame Generation ליצירת פריימים נוספיםיותר FPS במשחקים, חוויית גרפיקה חלקה גם בלי חומרה קיצונית
GPU Xe3 Coresיחידות Ray Tracing משופרות, יותר threads, תמיכה ב-FP8 ל-AIביצועים גרפיים גבוהים ב-40-50%, האצת תוכנות גרפיקה ו-AI
NPU 5 (Neural Processing Unit)מאיץ ייעודי עם תמיכה ב-INT8 ו-FP8, יעיל פי 2 בצריכת הספקפיצ’רי AI (תרגום, עיבוד קול, יצירת תמונה) עובדים מקומית, מהר וחסכוני
Shader Cache בענן + Clock Balancingהורדת Shaders מראש ואיזון עומסים בין CPU ל-GPUפחות "גמגום" במשחק חדש, טעינה מהירה יותר, חוויה יציבה

 

כשעומדים מול אולם ייצור כזה מרגישים את  התרגום הלכה למעשה של התיאוריה למול הפיזי ולמכונות עצומות שמייצרות מיליוני שבבים מדי שנה. העובדה ש-FAB 52 כבר ערוך לייצור בתהליך Intel 18A נותנת תחושה שמדובר בנקודת מפנה, המקום שבו אינטל מנסה להחזיר לעצמה את ההובלה העולמית.Intel 18A נחשב כיום תהליך הייצור המתקדם בעולם על אדמת ארה"ב, והוא הבסיס להחזרת ההובלה מול TSMC וסמסונג

 

הכתב היה אורח של אינטל באריזונה

 

לשרשור תגובות לחץ כאן