Intel Tech Tour: Fomos conhecer como um processador é criado

Israel, um país do Oriente Médio regado pelo mar Mediterrâneo e o palco central da mitologia bíblica. É nessa terra, com mais de 4 mil anos de cultura, que se encontram fábricas e centros de pesquisa e desenvolvimento da Intel, uma das maiores empresas de tecnologia do mundo.

E é neste local onde mais de 14 mil funcionários (destes, 10 mil engenheiros) trabalham para criar um dos materiais mais complexos e avançados já criados pela humanidade e que, ao mesmo tempo, é vital para o mundo moderno: os microprocessadores.

O The Enemy teve oportunidade de vir para esse país e conhecer um pouco dos processos de planejamento e criação do cérebro dos computadores. E , após conhecer cada etapa, estamos ainda mais fascinados com o mundo da tecnologia.

O Vale do Silício do Oriente

Debruçada no Mar Mediterrâneo está a Terra Santa dos Judeus, lar do coração do cristianismo e também, um dos países mais antigos da humanidade. Apesar de o Estado de Israel existir há pouco mais de 70 anos, esta é uma das regiões mais antigas da humanidade, com os primeiros sinais civilizatórios datados do século XX antes de Cristo. 

O país foi fundado em 1948 após o fim da Segunda Guerra Mundial e, após 74 anos, ainda é palco de conflitos. Isso, no entanto, não impediu que seu governo começasse a pensar no futuro desde o seu dia de fundação. O país se intitula como “Startup Nation” e se orgulha por ser o país com a maior concentração mundial per capita de engenheiros e PHDs.

Foi com esse discurso que, em 1974, que a Intel abriu seu primeiro centro de desenvolvimento de tecnologias fora dos EUA - isso em apenas seis anos de existência. Até então, a empresa tinha aberto sucursais de vendas no Japão e Suíça e de montagem nas Filipinas e na Malásia. 

Além da Intel, Israel também tem empresas como IBM, Qualcomm, HP, SanDisk, Red Hat e Apple. Hoje o território é conhecido como “Silicon Wadi”, o vale do silício em hebreu. No total, segundo o consulado israelense no Brasil, são dezenas de empresas de tecnologia multinacionais presentes no território. O país abriga mais de 60 centros de pesquisa tecnológicos, médicos e científicos.

Daniel Zonshine, embaixador de Israel no Brasil, disse em palestra na Federação das Indústrias do Estado de Goiás que "Hoje, Israel é conhecido como o Vale de Silício do Oriente Médio e é o país que mais investe em pesquisa e desenvolvimento no mundo". Segundo ele, o país investe 5,44% de seu Produto Interno Bruto (PIB) em pesquisa e é isso que faz com que empresas de tecnologia do mundo todo façam investimentos na região.

A criação de um cérebro

A viagem para Israel não se deu apenas para conhecer o lado tecnológico do país. A ideia principal era mostrar a mais de 80 veículos do mundo o lançamento do Raptor Lake, o processador de 13ª Geração da Intel, além de mostrar o centro de desenvolvimento, design e pesquisa da cidade de Haifa e a fábrica em Kiryat Gat, a mais avançada da companhia.

“Para criar um processador são necessários de 30 a 24 meses. Esse é o tempo necessário para um processador sair do quadro branco com as nossas ideias iniciais e a produção em série em nossa fábrica em Kiryat Gat”, diz Isic Silas, vice-presidente da Intel em Israel.

Foi em Haifa que conhecemos o campus Design Center e todo o processo de idealização de um processador, local onde nossa visita realmente começou. Lá pudemos ver todos os passo de criação de um microprocessador. 

Porém, o processador Raptor Lake, anunciado recentemente, teve seu desenvolvimento acelerado por conta da compatibilidade com a linha de processadores anterior, Alder Lake (12ª Geração). Talvez esse período poderia ter sido encurtado ainda mais, afinal, o chip foi idealizado e criado durante a pandemia de Covid-19.

“Tivemos que pensar de forma rápida como é que iríamos aceitar essa missão e fizemos ajustes rápidos para que o fluxo de trabalho continuasse. Usamos salas de conferências, comunicações virtuais e outros recursos para que o projeto seguisse em frente”, conta o executivo.

O processo é bastante complexo, principalmente por envolver diversas áreas da empresa, como uso de energia, aumento real de desempenho, participação de empresas parceiras e, claro, muitos testes. Nessa fase são fabricados cerca de 15 mil processadores ainda na fase de testes. Esses processadores são enviados para os parceiros (fabricantes de placas-mãe, de computadores, etc) e passam por um sistema bastante rígido de controle de qualidade.

Apenas o período de testes leva cerca de 12 meses e passa pelas fases Alpha e Beta, cada uma com cerca de três meses de duração, mais três meses de controle de qualidade e, finalmente, os produtos pilotos são produzidos. 

O centro de desenvolvimento de Haifa é essencial para que o processador chegue à fábrica praticamente com os dados prontos. No caso do Raptor Lake a ideia era conseguir reduzir ainda mais o desenho do chip para que fossem colocados mais núcleos de performance (P-Core) e de Eficiência (E-Core) e quando falamos em escala nanométricas, qualquer micrômetro faz diferença. 

Em comparação com a geração anterior, o Core i9, por exemplo, deu um salto arquitetônico. Passou de 8 P-Cores e 8 E-Cores para 8 P-Cores e 16 E-Cores. Mas o que é isso, afinal?

De forma geral, os núcleos de desempenho são responsáveis por rodar os programas em primeiro plano e que exigem mais do processador (como os jogos), já os processadores de eficiência são destinados para programas que ficam em segundo plano, como o Discord, Steam e outros. Dessa forma, a Intel promete que o desempenho do chip será aproveitado ao máximo.

São diversos centros de testes, como o de eficiência energética, térmica e operacional – que inclui overclock com nitrogênio líquido. Estes testes precisam validar todos os processos que estão designados para o processador ser aprovado para a fabricação.

Desnecessário dizer o quão avançados e automatizados são os testes. Por todos os lados vemos robôs trocando chips para fazer testes de encaixe, computadores rodando testes de inteligência artificial e de benchmarks e estresse. Segundo um dos engenheiros, existem testes que simulam o como será o comportamento dos processadores daqui a 10 anos.

Porém, o que mais me chamou atenção foi como são realizados reparos nos processadores iniciais. No lugar de criar um chip beta do zero, a equipe de controle de qualidade possui uma “máquina de solda em nível microscópico”. 

Tão mínimos, que os engenheiros chegaram a mostrar uma máquina que consegue fazer pontos de solda para reparar um chip com até 11 nanômetros de espessura. 

Para você ter ideia, esse ponto de solda equivale a 0,000011 milímetros. Essa máquina precisa estar em um ambiente completamente isolado e imune a menor vibração possível para fazer esse reparo. Do contrário o chip e todo processo que o construiu precisa ser refeito do zero, o que pode atrapalhar todo o cronograma do projeto.

Segundo os engenheiros da Intel, o custo de um chip beta pode chegar a dezenas de milhares de dólares (a Intel não divulgou o custo) e pode levar de 4 a 5 dias para ser produzido uma peça assim. E é por isso que essa máquina é tão importante para o desenvolvimento. 

A fábrica do futuro

O último dia de visita nos levou à FAB 28 em Kiryat Gat — a fábrica mais avançada da Intel, situada ao norte de Israel. Lá é um centro com o que há de mais moderno em termos de fabricação de qualquer produto.

Além de contar com diversos robôs para criarem os wafers e chips finalizados. Explicando de forma muito simplificada, um wafer é um disco de material semicondutor que é usado na fabricação de circuitos integrados.

Pois bem, a FAB 28 é a resposta pela qual a Intel não sofreu tanto com manufatura dos seus chips quanto outras empresas do ramo de tecnologia. A fábrica ocupa cerca de 130 mil metros quadrados e custou cerca de US$ 5 bilhões para ser construída. Não apenas isso: o parque industrial da empresa ainda está em ampliação e tem mais dois prédios sendo construídos que serão inaugurados em 2023.

Para entrar na linha de produção é necessário usar um traje chamado “Bunny Suit”, que cobre todo corpo e impede que os chips sejam "contaminados" com a presença humana. Não apenas isso, toda a linha de produção é iluminada em amarelo, isso porque os wafers são sensíveis à radiação ultravioleta, presentes na luz branca.

Os engenheiros que nos acompanharam disseram que a fábrica em seu estado de produção máxima chega a produzir cerca de 800 mil chips por dia.

A fabricação é toda feita por robôs que fazem desde o wafer até o chip que encontramos nas lojas de informática. Além disso, os engenheiros contam com ferramentas de realidade aumentada que auxiliam desde reparos em máquinas.

Honestamente, não “dá para ver” um chip sendo criado. Todos os processos são realizados dentro de máquinas robotizadas de última geração, dando aos engenheiros (e visitantes) uma pequena vista do processo que está sendo realizado na máquina.

O futuro do futuro

A verdade é que toda essa experiência mostrou que essa peça, tão importante na vida dos gamers de PC sai da fábrica e vai direto para o consumidor é só a ponta do Iceberg. A Intel mostra que estar em Israel foi uma das melhores coisas para a companhia e que sua história exitosa.

Ter pessoas capacitadas em um país que investiu pesado foi uma mão na roda para a empresa. Para Israel a educação foi um grande investimento que colocou o país na rota da tecnologia. Nós podemos ver como essa experiência atinge jogadores de PC ao redor do mundo e, não para por aí. 

Agora é esperar para ver os resultados do Raptor Lake e como ele vai impactar o mercado nos próximos meses e anos, sem falar das próximas gerações de processadores que estão sendo desenvolvidas nesse exato momento, no Vale do  Silício Oriental. 

*O jornalista viajou à convite da Intel

---

Hey, listen! Venha se inscrever no canal do The Enemy no YouTube. Siga também em Twitch, Twitter, Facebook e TikTok.