Intel ขอแบไต๋ ! กว่าจะประกอบ CPU พร้อมใช้งานแต่ละตัว ต้องผ่านอะไรมาบ้าง ?

วันนี้ผมอยากจะพาทุกคนไปทัวร์กันครับ ไม่ใช่การทัวร์ธรรมดา แต่เป็นการไปทำความรู้จักกับขั้นตอนการ ‘ประกอบ’ CPU ของ Intel ถึงเกาะปีนัง ประเทศมาเลเซีย ! ซึ่งต้องบอกว่า Intel และประเทศมาเลเซียนั้นเป็น 2 สิ่งที่หลายคนอาจจะสงสัยว่าไม่มีความเกี่ยวข้องกันมากนัก แต่ที่จริงแล้วเกี่ยวข้องมาก ๆ และยังมีความสำคัญในฐานะผู้ผลิต CPU อีกด้วย แต่ก่อนที่เราจะมาพูดถึงความสามารถของ Intel มาเลเซีย เรามาทำความรู้จักกับโรงงาน Intel ที่ปีนังกันก่อน

ก่อนจะเป็น Intel Malaysia

ในปี 1972 ที่ปรึกษาของแอนดี โกรฟ (Andy Grove) หนึ่งในผู้ร่วมก่อตั้ง และอดีต CEO ของ Intel ได้เสนอให้แอนดีตั้งโรงงานในการประกอบ CPU ใหม่ นอกเขตแดนสหรัฐฯ และได้พบว่า ‘เกาะปีนัง’ ซึ่งเป็นเกาะที่ทั้งสถานที่ตั้ง แรงงาน และการสนับสนุนจากรัฐบาลท้องถิ่น เหมาะสมกับการตั้งโรงงาน จึงได้ตัดสินใจลงเงินลงทุนไป 1.6 ล้านเหรียญ เพื่อสร้างเป็นโรงงานประกอบนอกชายฝั่งแห่งแรก (A1) ซึ่งในตอนนั้น Intel เป็นเหมือนผู้บุกเบิกของวงการอุตสาหกรรมของปีนังเลยก็ว่าได้ ในสมัยนั้นมีพนักงานเริ่มทำงานอยู่ที่ปีนังแค่ 100 คนเท่านั้น

ผ่านมากว่า 51 ปี ด้วยการผสมผสานของหลากหลายปัจจัย ตอนนี้ Intel ที่มาเลเซียได้มีพนักงานรวมกันแล้วกว่า 150,000 ชีวิต บนพื้นที่ 900,000 ตารางฟุตในโรงงาน 2 ที่ คือที่ปีนัง และคูลิมนั่นเอง แถมตอนนี้ยังเป็นโรงงานที่ทำหลายขั้นตอนการผลิต CPU ของ Intel ที่ทำทั้ง ประกอบ CPU ทดสอบ และทำ Advanced Packaging เลยทีเดียว

อ่านมาถึงตรงนี้คงจะสงสัยว่า แล้วทำไมถึงต้องเป็นที่มาเลเซียล่ะ ? ผมได้ลองสอบถามทาง Intel ถึงเรื่องนี้ดู และได้คำตอบมาเป็น 5 หัวข้อหลัก ๆ คือ

1. ความพร้อมทางด้านทรัพยากรบุคคล – กล่าวคือ ที่มาเลเซียมีทรัพยากรบุคคลที่มีความสามารถที่มาก, หลากหลายส่วนงาน และยังสื่อสารภาษาอังกฤษได้โดยทั่วไปด้วย ซึ่งเหตุผลนี้ทำให้ Intel สามารถจ้างงาน, สอนงานให้กับคนพื้นที่ได้โดยง่าย แถมยังสามารถสื่อสารระหว่างกัน และทำงานร่วมกันในระดับต่างประเทศได้ง่าย
2. ความหลากหลายทางเชื้อชาติและวัฒนธรรมของมาเลเซีย ทำให้สามารถสร้างความเข้าใจทั้งในด้านวัฒนธรรมการทำงาน และทำงานร่วมกันในสังคมที่หลากหลายได้มากกว่า
3. ต้นทุนในการทำธุรกิจภายในมาเลเซียค่อนข้างคุ้มค่ากว่า แถมมาเลเซียยังได้ร่วมในข้อตกลงการค้าระดับภูมิภาคต่าง ๆ ที่ทำให้การค้าระหว่างประเทศสมาชิกทำได้สะดวกขึ้น
4. รัฐบาลของมาเลเซียที่พร้อมที่จะร่วมมือในเรื่องสำคัญทางอุตสาหกรรม ทั้งในด้านสร้างแรงงานที่มีความสามารถ พัฒนาโครงสร้างพื้นฐาน หรือสร้างผลกระทบที่ดีต่อชุมชน เช่นตอนที่โรค Covid-19 ระบาด ทางรัฐบาลมาเลเซียก็ยอมให้ Intel มาเลเซียดำเนินงานต่อไปได้ โดยทำตามมาตรการป้องกันที่ดี และแม้จะมีเรื่องของการเมืองภายในประเทศอยู่บ้าง แต่ก็ยังทำงานต่อไปได้ดีด้วยความแข็งแรง และมั่นคงของระบบราชการภายในประเทศ
5. ในด้านภูมิศาสตร์ของมาเลเซียนั้นตั้งอยู่ในพื้นที่ที่จะเกิดภัยพิบัติทางธรรมชาติอย่างแผ่นดินไหว หรือสภาพอากาศแปรปรวนอย่างไต้ฝุ่นได้ยากกว่าอีกด้วย

รู้เรื่องของความเป็น Intel ในประเทศมาเลเซียกันไปเยอะแล้ว ทีนี้มาที่คำถามสำคัญว่า ‘CPU Intel เขาผลิตกันยังไง ?’

Intel มาเลเซียไม่ได้’ผลิต’ CPU

ก่อนจะเข้าเรื่องกัน ถ้าผมจะบอกคุณว่า Intel มาเลเซีย ไม่ได้เป็นโรงงานผลิต CPU ล่ะ !? ที่จริงแล้วคำพูดนี้ถูกแค่ครึ่งเดียวครับ คือทุกคนน่าจะรู้จักกับ CPU ของ Intel กันอยู่แล้วแน่นอน แต่ที่บางคนอาจจะยังไม่รู้ก็คือ CPU แท้จริงแล้วก็เป็นเหมือนเมนบอร์ดอีกชิ้นหนึ่ง กล่าวคือ CPU ที่เราเห็น ๆ กันอยู่นี่ คือฟูลแพ็กเกจครบจบใน CPU เดียวไปแล้ว

สมองส่วนกลางที่สุดของ CPU นั้นจะมีชื่อเรียกกันแบบง่าย ๆ ว่า ‘Die’ (ที่ไม่ได้แปลว่าตายนะ แต่หมายถึงชิปเวเฟอร์ใน CPU ต่างหาก) ซึ่งมองผิวเผินเป็นแค่ชิปขนาดเล็ก แต่ส่วนนี้สำคัญมาก ๆ จนถึงกับต้องมีโรงงานเพื่อผลิตแผ่นเวเฟอร์นี้เต็ม ๆ แยกมาอีกต่างหากเลยทีเดียว

ตรงนี้หลาย ๆ คนน่าจะอ๋อกันแล้ว เพราะ Intel เคยมีเชิญสื่อเพื่อไปดูโรงงานผลิตแผ่นเวเฟอร์เต็ม ๆ ใบ ที่ประเทศอิสราเอล (ซึ่งโรงงานเหล่านี้จะเรียกว่าเป็น FAB) ออกมาเป็นแผ่นเวเฟอร์กลม ๆ เพื่อส่งมาประกอบเป็น CPU ต่อไป ซึ่งตรงนี้แหละ คือหน้าที่ของ Intel ที่มาเลเซียแห่งนี้

เมื่อได้แผ่นเวเฟอร์เต็ม ๆ ใบแล้ว แผ่นเวเฟอร์ทั้งแผ่นจะถูกส่งเข้าไปที่โรงงานของ Intel ในเมืองคูลิม ประเทศมาเลเซียชื่อว่า KMDSDP (Kulim Die Sort Die Prep) ซึ่งก็ตรงตัวครับ คือโรงงานนี้จะทำหน้าที่ตัดแผ่นเวเฟอร์กลม ออกมาเป็นแผ่นชิปสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ (เรียกว่า Die Preparation) ก่อนจะส่งเข้าไปทดสอบหาชิปที่ใช้งานได้ และไม่ได้ ก่อนจะส่งไปประกอบต่อไป (เรียกว่า Die Sort) ซึ่งขั้นตอนช่วงนี้นี่แหละ ที่ทำให้เกิดคำพูดที่เรียกว่าเป็น ‘Yield Rate’ หรือจำนวนชิปที่ผ่านการทดสอบครั้งนี้ ดังนั้นถ้าต่อไปได้ยินว่า “ยีลด์เรตของชิปรุ่นนี้ต่ำ เลยผลิตได้น้อย” เข้าใจไว้ได้เลยว่า die ของชิปเซตนั้นไม่ผ่านการทดสอบขั้นตอนนี้ไปเยอะนี่แหละ

การทดสอบขั้นนี้จะใช้เครื่องที่เรียกว่าเป็น ‘SDX Tester‘ ในการต่อชิป die ที่ยังไม่ผ่านการประกอบใด ๆ เข้ามาทดสอบพร้อมกันได้ทีละจำนวนมาก ๆ โดยขั้นตอนนี้จากที่ไปดูมาคือใช้กำลังคนไม่เยอะมาก เพราะมีการนำหุ่นยนต์มาช่วยลำเรียง และเสียบชิป die เข้าทดสอบต่อเนื่องได้ทีละหลายร้อย อาจจะถึงพันชิปต่อครั้งเลยก็ว่าได้ และจากการสอบถามมาเพิ่มเติม คือถ้าชิปนั้น ๆ ไม่ผ่านการทดสอบ ก็จะถูกวนกลับไปเข้ากระบวนการรีไซเคิลพร้อมกับเศษ die ที่อยู่ขอบของวงกลมที่ไม่เต็มเหลี่ยม ผลิตออกมาเป็นแผ่นเวเฟอร์ใหม่อีกครั้ง

ทีนี้ ชิปที่ผ่านการทดสอบในขั้นตอน die sort นี้ก็จะถูกนำไป ประกอบเป็น CPU ที่เราคุ้นหน้าคุ้นตานี้กันต่อไปครับ ซึ่งตรงนี้แหละ ที่จะนำเราไปสู่โรงงาน Intel ที่ปีนัง ! ใช่ครับ ตลอดเวลาที่คุณผู้ชมอ่านมานี้ คือเรื่องที่เกิดขึ้นในโรงงานที่เมืองคูลิมครับ การประกอบ CPU ของ Intel นั้นเริ่มขึ้นหลังจากนี้ต่างหาก

กว่าจะเป็น CPU Intel นั้นไม่ง่าย

ที่ปีนัง จะมีโรงงานประกอบ CPU ที่ชื่อ PGAT (Penang Assembly Test) ที่จะทำหน้าที่ทั้งประกอบ CPU (Assembly) และทดสอบ (Test) ในที่เดียว จริง ๆ ที่เมืองคูลิมเองก็มีโรงงานแบบนี้ในชื่อ KuAT เหมือนกัน แต่ในที่นี้ขอพูดถึงแค่ส่วนของปีนังอย่างเดียว และด้วยความที่โรงงานเดียวทำหลายอย่าง ดังนั้นส่วนงานนี้ต้องแบ่งออกเป็น 2 ส่วนหลัก ๆ คือประกอบ และทดสอบ

ในขั้นตอนประกอบ โรงงาน PGAT จะรับเอาชิปที่ผ่านการทดสอบจาก KMDSDP เข้ามาทำการประกอบต่อ ออกมาเป็น CPU ในคอมพิวเตอร์ หรือโน้ตบุ๊กที่เราคุ้นหน้าคุ้นตากัน ซึ่งก็จะทำตั้งแต่นำเอา Die ที่ได้มาประกอบบนบอร์ด CPU, หยอดกาว Epoxy, และทาซิลิโคนปิดกระดองแผ่นโลหะระบายความร้อน (ใช่ครับ เขาทาซิลิโคนตั้งแต่ในชิป Die นู่น)

ซึ่งในแต่ละซีรีส์ก็จะมีขนาด Die และขนาดของบอร์ด CPU ในการประกอบที่ไม่เหมือนกัน แต่วิธีการประกอบก็เหมือนกันหมดทุกรุ่นแน่นอน

แต่ก็ใช่ว่าประกอบเสร็จแล้วจะบรรจุลงกล่องส่งมาให้เราได้ใช้เลยนะ ! ต้องผ่านขั้นตอนการทดสอบอีกเยอะเลย ตั้งแต่ออกมาก็ใช้กล้องจับภาพตรวจความเรียบร้อยของงานประกอบ, ทดสอบการ Burn-In หรือการทำงานในสถานการณ์ต่าง ๆ เพื่อทดสอบความทนทาน, ทดสอบการใช้งานบนคอมพิวเตอร์จริงด้วยการลองนำไปต่อเข้าบอร์ดจริง

การทดสอบการใช้งานบนคอมพิวเตอร์จริงนี่ก็เป็นอีกส่วนที่สำคัญและน่าสนใจมาก เพราะตัวบอร์ดที่ใช้ทดสอบนี้ ทาง Intel นอกจากจะผลิตเองแล้ว ยังทำเมนบอร์ดสำหรับการทดสอบ ที่สามารถสลับตัว Socket หรือช่องเสียบ CPU ที่เปลี่ยนเอา Socket มาเชื่อมต่อเข้าบอร์ดได้เองอีกด้วย !

อย่างที่ทราบกันว่าทาง Intel เองก็เป็นผู้ผลิตชิป เหมือนที่เห็น ๆ กันใน ASML หรือ TSMC แต่ทาง Intel เองก็เป็น 1 ในผู้ผลิตที่ทำเมนบอร์ดเช่นกัน อย่างที่เคยเห็นในสินค้าต่าง ๆ ของ Intel ทั้ง NUC หรืออื่น ๆ แต่ที่น่าแปลกใจสำหรับผมคือ Intel เอาจริงเอาจังด้านนี้ เพราะในมาเลเซียเองก็มี SIMS (System Integration & Manufacturing Services) เพื่อทั้งผลิต และทดสอบเมนบอร์ดสำหรับการทดสอบโดยเฉพาะ (ใช่ครับ อ่านไม่ผิด เพราะที่นี่มีเครื่องทดสอบบอร์ดเทสอีกทีนึงด้วย !?)

ดังนั้น ในฐานะที่ได้มาเห็นการผลิตแทบจะทุกส่วน (ที่โชว์ได้) ของ Intel แล้ว จะให้พูดว่ามั่นใจในสินค้าของ Intel ก็คงไม่ผิดนัก เพราะจริง ๆ ปัจจุบันเราก็ไม่ค่อยเห็นปัญหาในตัว CPU ของ Intel เช่นเดียวกัน

อีกอย่างที่ชอบ และใช้เป็นภาพปกของบทความนี้ คือ ‘ป้ายบริษัท Intel’ ที่ประกอบสร้างจากบอร์ดที่ Intel ผลิตขึ้นมา นำมาประกอบกันเป็นป้ายบริษัทที่นอกจากจะสวยงามแล้ว ยังแสดงตัวตนความเป็นโรงงาน SIMS ของ Intel ที่มาเลเซียอีกด้วย นอกจากนั้น ยังมีชื่อผู้ที่สร้างบอร์ดนี้ประกาศเอาไว้อีกด้วย สวยงามจริง ๆ

นี่คือการผลิตในยุคของ ‘IDM 2.0’

ทั้งหมดทั้งมวลนี้ เป็นเหมือน 1 ในวิธีการตอกย้ำความสามารถในการผลิตของ Intel ที่จะเป็นผู้ผลิต CPU ในรูปแบบ ‘IDM 2.0 หรือ Integrated Device Manufacturer 2.0’ ที่ประกอบไปด้วย 3 ส่วนหลัก ๆ คือ

• Internal Factory Network – คือใช้โรงงานของตัวเอง ผลิตชิปเอง และสามารถกำหนดจำนวนต่าง ๆ เองเป็นหลักได้ โดยไม่ต้องคอยกังวลยอดในการผลิต เพราะสามารถควบคุมเองได้หมด
• External Foundries – การขยายการผลิตด้วยการใช้โรงงานอื่น ๆ ในการช่วยผลิตชิปด้วย แม้ Intel จะเป็นผู้ผลิตชิปเอง แต่ถ้าต้องการจะผลิตชิปให้ได้จำนวนมาก ๆ หรือผลิตอย่างมีประสิทธิภาพ การใช้โรงงานเจ้าอื่นในการผลิตชิป ก็จะเพิ่มศักยภาพในการผลิตมากขึ้นได้
• Intel Foundry – ในทางกลับกัน Intel ก็รับหน้าที่เป็นโรงงานผลิตชิปให้กับบริษัทบุคคลที่ 3 ที่ต้องการจะผลิตชิปเช่นเดียวกัน โดยการตั้งเป็น ‘Intel Foundry Services’ รับจ้างผลิตชิปให้รายอื่น

ซึ่งทั้งหมดทั้งมวลนี้จะนำไปสู่ ‘Resilient Supply Chain’ หรือ Supply Chain ที่ยืดหยุ่น ทนต่อการเปลี่ยนแปลง ให้พร้อมรับกับปัญหาต่าง ๆ ที่เข้ามาในอนาคต เช่นโรคโควิดระบาด เป็นต้น

‘ผู้คน’ ใน Intel ที่มาเลเซีย

นอกจากเรื่องของการผลิตของ Intel ที่มาเลเซียที่น่าสนใจมาก ๆ แล้ว ผู้คนของ Intel คืออีกอย่างที่ผมอยากบอกเล่าไว้ที่นี่เหมือนกัน คือที่ Intel มาเลเซียประกอบไปด้วยคนหลากหลายเชื้อชาติมาก ๆ ครับ คือกว่า 150,000 ชีวิต ในมาเลเซียนั้น ประกอบไปด้วยคนกว่า 98% ที่เป็นคนมาเลเซีย แต่ปนกันทั้งเชื้อสายจีน มาเลย์ อินเดีย และอื่น ๆ อีกมาก ตลอดระยะเวลาที่ได้ไปเจอผู้คนที่ได้ทำงานอยู่ที่นั่น เขาก็ได้เล่าเพิ่มมาว่า เขาทำงานที่ Intel มานานกว่า 15 ปีบ้าง 20 ปีบ้าง แถมยังทำงานอย่างมีความสุขมาก ๆ เช่นกัน

นอกจากนั้นที่ผมได้เข้าไปทานข้าวในโรงอาหารของโรงงาน ก็เห็นว่าที่นี่เขาให้พนักงานทานข้าวในโรงงานเลย แถมยังตกแต่งให้ได้บรรยากาศเหมือนกันกับโรงอาหารในโรงเรียน หรือฟู้ดคอร์ตในห้างสรรพสินค้าในบ้านเรา โดยสิ่งหนึ่งที่สะดุดตาของผมคือป้าย I ❤️ Intel ที่เห็นอยู่ในโรงอาหารที่ผู้คนในโรงงานเข้ามาลงชื่อและเขียนว่าเขาชอบ Intel อย่างไรบ้าง เหมือนกับว่า Intel เองก็เป็นอีกที่ที่เหมาะแก่การทำงานไม่น้อยเลยทีเดียว

ประเทศมาเลเซีย ที่แม้จะเป็นประเทศที่ใกล้ไทยแค่ประมาณ 1,150 กิโลเมตร ก็เป็นอีกประเทศที่น่าสนใจมาก ๆ ครับ เพราะนอกจากเขาจะเป็นประเทศที่ก้าวหน้าด้านการอุตสาหกรรม เทคโนโลยี ที่ Intel ยังเลือกมาเพื่อทำโรงงานถึงที่นี่จำนวนหลายแห่ง แต่ในที่เดียวกันนี้ ผมกลับได้เห็นความเป็นมาเลเซีย ที่ให้ความรู้สึกเหมือนกันกับสิงคโปร์ ที่เป็นเมืองแห่งความหลากหลาย ทั้งด้านเชื้อชาติ ศาสนา ความเป็นอยู่ และการใช้ชีวิต ที่ผสมผสานและอยู่ร่วมกันอย่างลงตัว ให้มาเลเซียเป็นอีกประเทศหนึ่งที่น่าสนใจมาก ๆ อีกที่หนึ่งเลย