Manažment pri výrobe PC

1. Dalibor Tancoš, HI Kybernetika a manažment Manažment pri výrobe PC

2. Obsah

3. 1. Postup výroby procesora

4. 1. Návrh procesora K realizácii navrhovaní procesorov sa používajú špecializované softvérové ​​nástroje, v ktorých inžinieri navrhujú obvod, definujú jeho funkcie, špecifikujú signály, vstupy a výstupy, potrebné napätie a pod. ,tie sú ďalej odovzdané softvéru pre návrhy obvodov ako je napríklad SPICE a potom ďalej importujú pre spracovanie softvérom (napríklad od ASML), podobným CADu.

5. 2. Prostredie CPU vznikajú v jednom z najčistejších prostredí - Cleanroom. Všetci pracovníci sú oblečení do takzvaných "bunnySuits" (skafandrov), ktoré majú za úlohu minimalizovať znečistenie. Samozrejmosťou je tu čistenie vzduchu a riadená relatívna vlhkosť vzduchu.

6. 3. Príprava ingrediencií Kremíkový wafer - je jedným zo základných stavebných kameňov pri výrobe procesorov. Výrazne ovplyvňuje elektrickú vodivosť pomocou relatívne malého množstva mazadlá, aby mal požadované vlastnosti. Základom pre výrobu wafru je obyčajný piesok, ktorý je postupne čistený a upravovaný procesmi ako brúsenie, leštenie a čistenie, až je povrch doslova zrkadlovo hladký a zbavený všetkých nečistôt. K výrobe procesorov sa tiež používajú chemikálie a plyny. Využíva sa UV na zatemnené vzory cez Fotolitografickú masku na jednotlivé vrstvy procesora s vlnovou dĺžkou 193nm.

7. 4. Postupná konštrukcia

8. 5. Testovanie a Balenie CPU Každý takto dokončený procesor je opäť pretestovaný. Z hľadiska kvality a podarenosti každého jadra je možné roztriedenie jednotlivých čipov podľa ich kvality. Najlepšie čipy môžu byť použité ako nízkonapäťové . Vysoko taktované modely môžu byť použité vo firmách ,ktoré si účtujú prémiové ceny. Procesor je kompletný a po zabalení do krabice a prípadnom pridaní chladiča je už obvykle pripravený k odoslaniu k výrobcom PC alebo do obchodov...

9. 6. Závod s výrobou RAM • Len 340km cesty autom od nášho hlavného mesta, v poľskom meste ŁaziskaGórne sa nachádza závod s oficiálnym názvom WilkElektronik S.A. ,ktorý sa nachádza v menšom mestečku asi 70km od Krakova a pracuje v ňom 120 zamestnancov. Podnik bol založený v roku 1991. • Vyrábajú produkty s logom GOODRAM alebo GOODRIVE. • Každý pracovník musí mať na sebe elektrostatický plášť i rukavice. • Závod má dve výrobné linky, jednu na výrobu modulov RAM pre stolové počítače i notebooky a druhú na pamäťové karty a kľúče USB rôzneho dizajnu a určenia. • Moduly RAM DDR2 sa vyrábajú až 2000 kusov za deň.

10. 7. Konštrukcia RAM 1/2 Prvým krokom je nanesenie spájkovacej pasty na dosku plošných spojov strojovo na miesta, ktoré budú neskôr spojené cínom. Na ďalšom stroji sa osadzujú najmä menšie pasívne súčiastky – odpory a kondenzátory, ale aj EPROM. Počas ukladania sa neustále sníma poloha dier pomocouosadzovacej hlavice s presnosťou umiestňovania 0,01mm v osi X a Y a 0,03mm v osi Z. Na rozpoznávanie sa používa UV svetlo.

11. 8. Konštrukcia RAM 2/2 • Keď doska opúšťa tento stroj, na plošnom spoji sú z jednej strany osadené pasívne súčiastky a na vybraných miestach je nanesená pasta. • Potom výrobok postupuje do ďalšieho stroja, ktorý osadzuje väčšie aktívne súčiastky. Tie predstavujú čipy (integrované s viacerými prepojovacími nožičkami). • Na výstupe zo stroja je doska so všetkými súčiastkami pripravená na spájkovanie. Takto pripravená doska putuje do spájkovacej pece. V nej sa teplota postupne zvyšuje zo 145 °C na 260 °C a potom klesá. • Pri tejto teplote sa roztopí cínová spájka a pomocou pasty sa vytvoria elektricky vodivé prepojenia na doske.

12. 9. Laserovanie RAM Tu sa pripravuje popis hotových výrobkov, napr. typové označenie alebo reklamný nápis. Laserovanie trvá okolo 2 minút pri 10 kusoch aj s manuálnym ukladaním produktov do vyhradených priestorov.

13. 10. Testovanie a Balenie RAM Každý produkt sa testuje osobitne a pokiaľ ide o párované moduly, tie sa testujú v dvojiciach. Testuje sa v prostredí Microsoft Windows XP a Vista. Testovanie 1x1 GB modulu trvá 15 minút, a 1x2 GB zase 25 minút. V priemere sa objaví od 0,01 do 2 % chybných modulov. Po úspešnom otestovaní sa produkty označujú čiarovým kódom a balia sa.

14. 11. Závod s výrobou motherboard Spoločnosť Gigabyte, ktorá sa nachádza asi 40 km južne od hlavného mesta Taipei, minulý rok predal celosvetovo 20 miliónov základných dosiek. Výrobný podnik má 1100 zamestnancov. Hlavným zameraním je výroba základných dosiek, okrem toho tu robí Gigabyte aj grafické karty, servery, mobilné telefóny alebo počítače UMPC. Maximálna mesačná kapacita je 250 000 základných dosiek, 50 000 grafických kariet a 5000 serverov.

15. 12. Výrobný proces motherboard

16. 13. SMT • Pri SMT doska pobudne vo výrobe asi 10 minút a počas nich sa na dosku plošných spojov nanesie spájkovacia pasta. • Následne sa začne so strojovým ukladaním súčiastok, ako sú malé odpory, kondenzátory a niektoré menšie integrované obvody či konektory. • Ukladacie stroje ukladajú najmenšie súčiastky s rýchlosťou ukladania 10 súčiastok za sekundu a tie väčšie s nižšou rýchlosťou. • Na jednej základnej doske je súhrnne asi 200 až 300 súčiastok, pre servery je to niekoľko tisíc súčiastok. • Keď sú všetky súčiastky z oblasti SMT uložené, doska pokračuje na jemné prispájkovanie v peci s teplotou do 245 °C. • Po tom, ako sú súčiastky prichytené, sa optickým princípom rozpoznáva ich skutočné umiestnenie a niektoré z IO sa aj elektricky skontrolujú.

17. 14. Manuálna montáž MB Dosky tu zotrvajú asi 15 minút. Tu sa ručne ukladajú napr. elektrolytické kondenzátory, konektory, pätice na procesor a pod. Jednotlivé súčiastky treba položiť do vymedzených otvorov, pomocou paličky fixovať ich správnu polohu. Po tom, ako sú uložené všetky súčiastky okrem chladiča, prichádza základná doska do pece s cínovou vlnou. Cín má teplotu 270 °C a vlnou sa vodivo spoja všetky súčiastky na správnych miestach. Následne sa manuálne kontrolujú spoje a ručne sa nasadzuje aj chladič.

18. 15. Kontrola Motherboard Kontroluje sa jednak opticky, potom aj elektricky, pričom sa do dosky pripojí procesor, moduly RAM a privedie napájanie. Skontrolované dosky sa posielajú do testovacej komory na overenie činnosti za hraničných podmienok – pri teplote + 45 °C a - 10 °C. Testovanie je najdlhšie trvajúca operácia pri montáži dosky – zaberie asi 30 minút.

19. 16. Balenie Motherboard Tu sa hotová doska zabalí do antistatického obalu, vybaví príslušenstvom (CD s ovládačmi, manuály, káble) a všetko sa vloží do papierovej škatule. Takto pripravené škatule sa vložia do prepravného papierového obalu, ktorý sa previaže páskou a postupuje k váhe. Na váhe sa zistí hmotnosť balíka, čo je dobrý indikátor toho, či v balení niečo nechýba. Po tejto kontrole sú už balíky pripravené na expedovanie do celého sveta. Asi 10 % z takto pripravenej produkcie sa ešte rozbalí a všetko sa skontroluje ešte raz, ako by to robil koncový používateľ.

20. 17. Závod s montážou PC/NB • Niektoré počítače alebo notebooky ,značky HP, sa vyrábajú aj v susednej Českej republike, v meste Pardubice. • V roku 2000 bola založená spoločnosť Foxconn CZ ,ktorá sa venuje výrobe HP. • Okrem toho z fabrík Foxconn CZ vychádzajú aj produkty s logom Apple, Dell, Microsoft (X360),Sony(PS2,PS3), Nintendo a Motorola. • Zamestnanci majú oblečené tričká so všitými vodivými páskami, na nohách elektrostatickú obuv. • Na kontrolných miestach všetci zamestnanci prechádzajú detektorom kovov. • V súčasnosti príde denne do fabriky 100 kamiónov s komponentmi a 80 ich odíde s hotovými produktmi. • V oblasti notebookov je denný výkon fabriky okolo 2000 kusov. • V oblasti desktopov je denný výkon fabriky viac ako 10-násobný.

21. 18. Proces montáže PC/NB Na vstupnej hale sa nachádzajú obrovské škatule , v ktorých sa nachádzajú potrebné zariadenia (MB, CPU, RAM,optická mechanika, pevný disk, klávesnica, displej, šasi, množstvo skrutiek a nálepiek). Hlavné diely sú vždy vybavené čiarovým kódom, ktorý operátori načítavajú do databázy. Tak možno vysledovať, z akých dielov, kedy akým bol notebook zložený. Na každý úkon je vyhradený optimálny čas a podľa toho je nastavený výrobný pás.

22. 19. Testovanie a balenie Predstavuje nainštalovanie operačného systému s ovládačmi, kontrolu displeja, všetkých klávesov na klávesnici, portov, ale aj chladenia a spúšťania aplikácií, ktoré simulujú reálnu prácu používateľa. Počas montáže majú notebooky na displeji natiahnutý ochranný textilný obal. Pod silným svetlom sa potom kontrolujú aj veká, či sa na nich nevyskytujú škrabance. Do škatule s notebookom treba vložiť návody, klávesnice, doplnkové médiá v príslušnom jazyku. Do škatuľe PC sa vkladajú klávesnice, myši, prepojovacie káble, niekedy aj monitor. Vkladané diely sa niekedy kontrolujú opticky. Následne sa zo zabalených PC vyberie vzorka, ktorá sa ešte raz kompletne používateľsky preverí.

23. 20. Vedeli ste, že...? • Kremík je v neživej prírode druhý najčastejšie sa vyskytujúci prvok na zemeguli hneď po kyslíku. Je základom piesku. • Za 30 rokov sa počet tranzistorov v integrovaných obvodoch zvýšil z 2300 kusov v procesore 4004 (rok 1971) na súčasných 400 miliónov v procesoroch Intel Core 2, vyrábaných 45 nm technológiou, či dokonca až 2 miliardy pri technológii Montecito. • Podľa odhadov sa na svete za jeden rok vyrobí 1019 tranzistorov. Je to stokrát viac, ako je počet všetkých mravcov na zemeguli. Plocha tranzistora je pritom 2000 krát menšia, ako je prierez ľudského vlasu (45 nm technológia). • Výstavba fabriky na výrobu polovodičov a jej spustenie do prevádzky môže trvať menej ako rok. • Keby platil Moorov zákon o náraste výkonu a poklese ceny v prípade polovodičov aj v doprave, prejavilo by sa to takto. V roku 1978 sme za cestu lietadlom z Londýna do New Yorku zaplatili v prepočte 900 eur a trval 7 hodín. Podľa Moorovho zákona by dnes mala trvať 1/4 sekundy a mala by stáť menej ako 1 cent ☺.