Zautomatyzowana fabryka IBM z lat 70. robiła jeden chip dziennie. Dziś fabryki potrzebują tygodni

Ta różnica to najbardziej konkretna rzecz w opisie projektu SWIFT, który IEEE Spectrum opublikowało w numerze z grudnia 2024. Średnia branżowa to 36 godzin na warstwę procesową, podaje artykuł, wobec 5 godzin w SWIFT. Współczesne chipy mają więcej warstw i większe wafery, a sam proces jest bardziej złożony. IEEE Spectrum przekonuje jednak, że te czynniki nie zamykają luki.

Harding kierował grupą Manufacturing Research w IBM w East Fishkill w stanie Nowy Jork. Do IBM trafił trzy lata przed powstaniem Components Division w 1961 roku i odpowiadał za sprzęt potrzebny do budowy urządzeń półprzewodnikowych System/360.

Kierowany przez niego projekt SWIFT opierał się na sektorach. Każda obudowa mieściła cały sprzęt do obróbki waferów potrzebny dla jednego odcinka produkcji między naświetleniami litograficznymi, zgodnie z diagramem patentowym z 1973 roku, który reprodukuje IEEE Spectrum.

Co właściwie pokazuje zestawienie czasów

Porównanie nie jest czyste i IEEE Spectrum to przyznaje. Dzisiejsze fabryki pracują na waferach wielkości małych pizz i przechodzą znacznie więcej warstw. SWIFT pokazał zasadę projektową, a nie porównanie jeden do jednego. Chodziło o automatyzację przemieszczania i grupowania kroków procesu, a nie o ustawianie ręcznych stanowisk w ciągnącym się miesiącami marszu ze startami i postojami.

W tamtych czasach chipy pamięci przechodziły przez dziesiątki ręcznych stanowisk w ciągu około miesiąca. Czy tę zasadę da się dziś pociągnąć dalej, to osobne pytanie, na które artykuł nie odpowiada. Zauważa tylko, że wiele innowacji SWIFT jest dziś powszechnych, a jego czasu realizacji nigdy nie wyrównano.

Współczesna gospodarka opiera się na jednej drodze w Spruce Pine w Karolinie Północnej.

Ten cytat, przytoczony przez Construction Physics za ekonomistą Ethanem Mollickiem, wskazuje na drugą połowę historii o mocach produkcyjnych: materiały. W Spruce Pine dwie firmy, Covia należąca do Sibelco oraz The Quartz Corp, wydobywają kwarc wysokiej czystości. Trafia on do tygli w procesie Czochralskiego, w którym polikrzem topi się powyżej 1400 stopni Celsjusza i wyciąga w monokrystaliczne sztaby.

Construction Physics szacuje, że Spruce Pine produkuje od 180 000 do 200 000 ton kwarcu wysokiej czystości rocznie, i przywołuje dane z 2013 roku: 80 000 ton rocznie na świecie we wszystkich klasach kwarcu. Kwarc wysokiej czystości kosztuje rzędu 10 000 dolarów za tonę. Tygiel wytrzymuje około 400 godzin pracy, a piec zużywa od 20 do 25 tygli rocznie.

Jedna z prac przywołanych przez Construction Physics szacowała tygle na 30% kosztów produkcji monokrystalicznych sztab krzemu.

Wąskie gardło jest realne, apokalipsa nie

Construction Physics zachowuje tu ostrożność. Kwarc ze Spruce Pine nie jest niezastąpionym filarem. Alternatywy nie są jeszcze opracowane, wypadają nieco gorzej i nie są tak tanie. Odcięcie dostaw nie zatrzymałoby produkcji półprzewodników całkowicie, ale wydajność by spadła, a koszty wzrosły. Trwają prace nad nowymi źródłami i nowymi materiałami na tygle.

Huragan Helene dał temu argumentowi test na żywo pod koniec 2024 roku. Tom's Hardware poinformował 1 października, że burza zrzuciła na Spruce Pine ponad dwie stopy deszczu, odcięła drogi i zostawiła mieszkańców bez prądu. Sibelco potwierdziło wstrzymanie działalności, podawał raport, a The Quartz Corp powiedział The Verge, że jest za wcześnie, by ustalić, czy zakład produkcyjny został dotknięty. Powtarzane próby kontaktu z Sibelco nie udawały się, bo łączność telefoniczna nie działała.

Moce produkcyjne to więc nie tylko kwestia tego, jak szybko pracuje linia albo ile pieniędzy wyłoży rząd.

Indie zatwierdziły w lipcu 2026 roku około 6,5 mld dolarów na produkcję smartfonów i jeszcze jakieś 13,3 mld dolarów na półprzewodniki, relacjonował TechCrunch. Chiny wciąż miały 63% światowej produkcji smartfonów w 2025 roku wobec 18% w Indiach, według Counterpoint Research.

Texas Instruments ze swojej strony podał w październiku 2024 roku, że produkcja w jego fabryce GaN w Aizu w Japonii poczwórnie zwiększy wewnętrzne moce w GaN. Każda z tych liczb zależy w pewnym momencie od tygla.