Intel adopte le SDN dans ses fonderies
Afin de bénéficier d'une connectivité machine sans temps d'arrêt, le géant américain de puces a mis en place un réseau défini par logiciel (Software Defined Network, SDN) dans ses usines de fabrication de semi-conducteurs, sortant ainsi la technologie du centre de calcul pour l'appliquer à un secteur vertical.
Jusqu'à présent, les technologies de réseau défini par logiciel (SDN) étaient limitées aux centres de calcul et ne concernaient pas les usines de fabrication. Mais, pour profiter des avantages offerts par le SDN en termes d'évolutivité, de disponibilité et de sécurité, Intel a choisi de mettre en oeuvre cette technologie dans ses usines de fabrication de puces dans le cadre de ses vastes projets de modernisation et de construction d'usines de nouvelle génération, tels que définis par le géant des semi-conducteurs basé à Santa Clara (Californie) dans son plan Integrated Device Manufacturing (IDM) 2.0, dévoilé en 2021. « Notre idée était d'appliquer les technologies des datacenters à nos usines », a expliqué Rob Colby, chef de projet. « Nous avons dû remplacer l'infrastructure réseau Ethernet classique existante par une infrastructure SDN et nous avons pu mettre à niveau une usine entière d'une version de code à une autre version de code sans interruption de service », a ajouté M. Colby. Outre l'absence de temps d'arrêt, le passage à l'ACI (Application Centric Infrastructure) de Cisco a permis à Intel de résoudre les problèmes de sécurité de plus en plus complexes liés aux nouvelles formes de connectivité, aux menaces permanentes et aux vulnérabilités logicielles.
Les deux entreprises ont travaillé pendant plus d'un an pour planifier et sécuriser le processus de fabrication d'Intel et la technologie d'automatisation, uniquement utilisée jusque-là dans les datacenters. « C'est une révolution pour nous dans le domaine de la fabrication », a déclaré M. Colby, qui souligne que les économies réalisées grâce au maintien de l'activité et de la production représentent un avantage financier majeur qui ne se dément pas. « Cette capacité à mettre à jour l'infrastructure réseau sans interruption s'applique aussi bien au téléchargement de correctifs de sécurité qu'à l'intégration d'outils dans l'environnement de production », a encore déclaré M. Colby. « Certaines de nos machines [du hollandais ASML avec les allemands Zeiss pour les optiques et Trumpf le laser] font la taille d'une maison et peuvent coûter jusqu'à 100 millions de dollars, comme c'est le cas d'un de nos systèmes lithographiques acquis récemment. L'intégration d'un outil de cette taille est très complexe, après quoi il faut le connecter pour qu'il puisse communiquer avec d'autres équipements de notre infrastructure », a expliqué M. Colby. « La mise en place d'un réseau SDN accélère la mise en service des outils et améliore la qualité. Nous pouvons aussi le protéger au niveau requis, sans avoir à faire de compromis sur nos politiques globales ».
Amener le SDN à l'usine
Le projet, qui a valu à Intel le prix US CIO 100 Award 2023 pour l'innovation et le leadership informatiques, a également permis au fabricant de puces d'effectuer des déploiements réseau plus rapidement, avec 85 % d'effectifs en moins. Selon M. Colby, il a fallu deux ans aux partenaires pour élaborer le schéma directeur et commencer à déployer la solution dans les usines existantes, en procédant notamment à des tests hors ligne rigoureux avant de commencer. La migration n'a nécessité aucune requalification de la part des concepteurs de puces dans la salle blanche, mais une certaine formation pour les personnes travaillant dans les installations de fabrication. « Nous avons vraiment fait tout ce qui était en notre pouvoir pour que le processus soit le plus transparent possible pour eux », a expliqué le chef de projet. « Nous avons récemment testé la possibilité de les faire migrer vers ACI au niveau de l'atelier de fabrication sans interruption de service, de façon à accélérer la migration pour le reste de l'usine », a-t-il ajouté.
« La collaboration avec Cisco permet à ACI d'être déployé pour les outils de processus d'usine, les contrôleurs intégrés et les nouvelles technologies, en particulier les capteurs IoT introduits dans l'environnement de l'usine », a déclaré Intel. Il était « évident que nous devions passer à une infrastructure qui prenne mieux en charge l'automatisation, offre des capacités de sécurité plus flexibles et dynamiques, et puisse réduire l'impact global en cas de changements planifiés ou imprévus », a écrit Intel dans un livre blanc sur ce passage au SDN. « Au cours de la dernière décennie, l'industrie des réseaux s'est orientée vers le SDN, et depuis 2018, Intel Manufacturing déploie l'Infrastructure axée sur les applications (ACI) de Cisco dans les centres de calcul sur site de ses usines, si bien qu'elle a acquis une certaine expérience dans les systèmes et peut faire preuve d'une plus grande maturité ». Le déploiement d'ACI vers les usines de fabrication s'imposait comme une prochaine étape. Selon M. Colby, les deux directeurs régionaux d'Intel, Sanjay Krishen et Joe Sartini, ont joué un rôle déterminant dans l'introduction du SDN au niveau des fonderies.
Vue d'ensemble du réseau SDN dans l'industrie manufacturière
Il existe des milliers d'entreprises de semi-conducteurs dans le monde, principalement à Taïwan. Néanmoins, la loi Chips and Science Act de 2022 du gouvernement américain a encouragé la fabrication de semi-conducteurs sur le sol américain, et elle prend racine. « L'utilisation de la connectivité cellulaire et WiFi dans les usines a permis à ces fabricants d'améliorer la visibilité, les performances, le rendement et même la maintenance », a expliqué Paul Hughes, analyste chez IDC. « Pour n'importe quelle industrie, le SDN (Software-Defined Networking) apporte une échelle supplémentaire et une connectivité à la demande à des machines connectées de l'IoT industriel », a encore expliqué M. Hughes, ajoutant que cela a aussi pour effet d'améliorer l'accès au cloud pour la gestion des données, le stockage, l'analytique et la prise de décision. « Le SDN permet aux réseaux d'évoluer en toute sécurité quand l'activité de fabrication augmente et garantit que toutes les données générées et utilisées par les machines et les outils dans l'atelier peuvent se déplacer rapidement sur le réseau ».
À mesure que la fabrication de semi-conducteurs se développe aux États-Unis, l'utilisation du SDN « s'impose également comme l'une des étapes clés de la transformation numérique où, dans ce cas, un fabricant de semi-conducteurs peut collecter, gérer et utiliser les données de manière holistique depuis l'usine jusqu'au-delà de la périphérie du réseau », a déclaré Paul Hughes, dont la dernière enquête, IDC's 2023 Future of Connectedness Sentiment, montre que 41 % des fabricants estiment que la flexibilité d'ajouter/de modifier la capacité de la bande passante en temps quasi réel est l'une des principales raisons de l'investissement dans le SDN/SD-WAN. L'enquête montre aussi que 31 % des fabricants estiment que l'optimisation du trafic WAN en termes de latence, de gigue et de perte de paquets est une autre raison majeure d'investir dans le SDN/SD-WAN et qu'elle est considérée comme très importante pour la gestion en temps réel de l'équipement de l'usine.
Une belle vitrine pour Cisco
À ce jour, Intel a déployé le SDN dans environ 15 % de ses usines et continuera à migrer les fonderies existantes basées sur l'Ethernet classique vers le SDN. Pour les nouvelles implémentations, la firme de Santa Clara a choisi d'utiliser des playbooks et des scripts Ansible open source de GitHub afin d'accélérer son passage au SDN. « L'entreprise a certifié la solution ACI de Cisco à temps pour la déployer dans des usines à gros volume construites en Irlande et aux États-Unis en 2022 et dans d'autres fonderies prévues en Arizona, dans l'Ohio, au Nouveau-Mexique, en Israël, en Malaisie, en Italie et en Allemagne dans les années à venir », a précisé l'entreprise.
Le principal partenaire d'Intel dans le cadre du projet SDN est convaincu que les avantages continueront d'être considérables, même pour une entreprise de la taille d'Intel. « Le plus grand avantage est que le réseau SDN a aidé Intel à construire de nouveaux réseaux d'usine avec 85 % de personnel en moins et dans des délais bien plus rapides grâce à l'utilisation de scripts automatisés », a déclaré Carlos Rojas, un développeur commercial et d'affaires qui a travaillé sur le projet. « L'automatisation et le réseau SDN améliorent l'évolutivité et la cohérence des contrôles de sécurité et de politique, ainsi que la capacité à déployer une micro-segmentation, améliorant par la même la posture de sécurité d'Intel et réduisant les surfaces d'attaque », a ajouté le codeur.
