Микропроцессоры – это «мозг» большинства современных компьютеров. Их общий объем рынка составил в 2001 году 40 миллиардов долларов. Господствует здесь корпорация Intel – ее доля составляет более 80 % рынка. Самые мощные микропроцессоры приобретают весьма взыскательные клиенты – компании, которые производят серверы и рабочие станции. Менее требовательны производители персональных компьютеров, они покупают менее мощные микропроцессоры{151}
.Производственный процесс и закон сохранения интеграции
В отрасли всегда был спрос на все более эффективно работающие микросхемы, поэтому потребовалось разработать такой производственный процесс, который на одних этапах был бы оптимизированным, а на других – достаточно гибким и соответствовал бы спецификациям заказчика. Объяснить, в каких зонах возникла оптимизация, а где спецификации задавались заказчиками, мы можем с помощью теории РПЦ и закона сохранения интеграции.
На определенном этапе развития отрасли микропроцессоры работали недостаточно быстро. Соответственно, вся цепочка создания стоимости в отрасли была настроена так, чтобы придать процессору максимум быстродействия.
Что же делали компании отрасли, работавшие в цепочке создания стоимости, чтобы достичь этой цели? Помимо материалов, используемых в производстве полупроводников, есть и другой крайне важный фактор, определяющий быстродействие процессора, – расстояние, на которое переносятся электроны. С развитием технологий на одном кремниевом кристалле (чипе) можно поместить все больше и больше транзисторов (а значит, увеличить число функций прибора); таким образом, это расстояние сокращается, и приборы работают быстрее. Чем меньше ширина проводящих дорожек на микросхеме, тем больше разных функций можно накопить на одном чипе. Поэтому производственное оборудование должно быть в высшей степени специализированным: каждый этап процесса выпуска должен быть настроен на то, чтобы дорожки и каналы были как можно уже. Разработчики добьются минимальной ширины только в том случае, если проявят величайшую изобретательность и умение экспериментировать{152}
. И если то, что получится в результате, еще и заработает, это будет действительно предел возможного. Однако именно оттого, что компании в буквальном смысле работают на грани возможного, процент ошибок и брака на каждом этапе производства довольно высок, а предвидеть эти ошибки невозможно. Поскольку компании не хотят тратить время на дальнейшую работу с полуфабрикатом, у которого выявились дефекты, то после каждого этапа производственного процесса полуфабрикат помещают в резервный запас, тестируют, а затем снова возвращают в резерв, прежде чем окончательно выводить полупродукт на следующую стадию производства. Резерв необходим по двум причинам. Во-первых, компания никогда точно не знает, какой процент продукции благополучно пройдет испытания. Во-вторых, процесс производства нельзя строить так же, как, скажем, процесс сборки. Оптимизация всего процесса требует разного времени подготовки к работе на разных этапах; каждый цикл обработки тоже имеет свою, особую, длительность. С такой степенью сложности можно справиться только в том случае, если есть резервный запас полуфабрикатов.Процесс производства полупроводников сейчас представляет собой процесс групповой обработки. Все станки, выполняющие одну конкретную функцию, собраны на производстве вместе в один «отсек». Конфигурация каждого такого «отсека» строится так, чтобы оптимизировать утилизацию оборудования и эффективность его работы. Крупную партию пластин обрабатывают на станке в одном «отсеке», потом ее транспортируют в следующий «отсек», где пластины тестируют, а затем вся партия переходит на следующий этап производственного процесса, и так далее. Инвентарный резерв – контактная зона между «отсеками»; благодаря резерву снижается необходимость синхронизировать движение пластин, которые с той же скоростью переходят с одного аппарата на другой, по мере того как выполняется последовательность производственных операций. И поскольку циклы обработки не синхронизированы, а полуфабрикаты нужно тестировать и где-то хранить, производственный процесс становится дороже и замедляется. Представьте себе очередь в супермаркете в субботу утром: люди с полными покупок корзинами медленно движутся к кассе. Точно так же пластины медленно продвигаются по загруженному заводу, и ни одна из них не может продвигаться вперед, пока предыдущая пластина не пройдет текущий этап обработки и не перейдет на следующий этап. В 2004 году время производства одной партии пластин могло достигать трех месяцев{153}
.