在最近的一次美國之行中,，我（指代本文作者Ian Cutress，下同）決定花一些時(shí)間在全國各地參加一些行業(yè)活動(dòng),，并花一些時(shí)間拜訪朋友和同行,。其中一站是位于俄勒岡州希爾斯伯勒的英特爾 D1X Fab，這是該公司用于生產(chǎn)和開發(fā)的領(lǐng)先設(shè)施之一,。

在我訪問期間,，英特爾 D1X 晶圓廠的場(chǎng)地被稱為 Ronler Acres——最初是英特爾現(xiàn)在在晶圓廠綜合體周圍保留的一系列濕地。D1X 位于希爾斯伯勒,，就在英特爾瓊斯農(nóng)場(chǎng)園區(qū)機(jī)場(chǎng)的另一邊,。這是英特爾在該地區(qū)的四個(gè)園區(qū)中的兩個(gè)，員工總數(shù)為 21000 人,，約占英特爾全球員工總數(shù)的 18%,。可以理解的是,，該公司是該地區(qū)最大的雇主,，隨著設(shè)施的建設(shè)，人數(shù)不斷增加,。

在我旁邊的是來自CraftComputing的 Jeff Soleim ,，我們?cè)缟?9 點(diǎn)很早到達(dá)——由于前一天晚上的播客錄制，我們只睡了 4 個(gè)小時(shí),，并且在俄勒岡州寒冷的冬天早晨單程開車 60 分鐘,。Jeff 欣然同意成為工廠之旅的第二副眼睛和耳朵。

Fresh Kanar，適合挑剔的卡達(dá)西調(diào)色板

正如您想象的那樣,，在工廠內(nèi)拍照和其他東西的機(jī)會(huì)非常有限,。基于我在訪問之前對(duì)英特爾設(shè)施的有限了解,，我提出了幾個(gè)請(qǐng)求,，但只有部份被被批準(zhǔn)了，我將在訪問期間使用這些圖像作為材料,。大多數(shù)晶圓廠都實(shí)行“禁止自由拍照”政策,，其口號(hào)是因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這樣可以獲取特定的客戶信息。

在接近 Ronler Acres 站點(diǎn)時(shí),，值得注意的是,，英特爾當(dāng)時(shí)的政策是在內(nèi)內(nèi)始終佩戴口罩。有一些方便的圖片可以準(zhǔn)確展示在社交距離方面有多少六英尺,。

該設(shè)施內(nèi)部是一個(gè)非常典型的業(yè)務(wù)，例如入口 - 一個(gè)供員工簽到的前臺(tái),，供游客坐下來等待的舒適椅子,，以便聯(lián)系接他的聯(lián)系人，以及展示獎(jiǎng)品和其他花哨的東西的墻壁,。還有一面墻是關(guān)于對(duì)半導(dǎo)體感興趣的美國前總統(tǒng)的訪問,。從我們的角度來看，這才是我們感興趣的——技術(shù)墻,。

英特爾是一家在半導(dǎo)體制造方面有著悠久歷史的公司,，周圍散布著許多這樣的屏幕——主要是為了讓參觀者（比如我們）沉浸在英特爾對(duì)該行業(yè)的技術(shù)影響中。這張圖非常簡潔,，當(dāng)它被替換為擁有英特爾第一個(gè) EUV,、High-NA EUV 和封裝技術(shù)的圖時(shí)，它會(huì)更加令人興奮,。盡管如此,，我們還是通過了前臺(tái)，那里給了我這個(gè),。

我很確定我被交給了錯(cuò)誤的權(quán)限徽章,，那是相當(dāng)危險(xiǎn)的。

入口稍遠(yuǎn)處是英特爾制造集團(tuán)的一堵獎(jiǎng)墻,。從外部看,，它看起來像是公司給自己的成就清單，但有趣的是,，看看其中一些是什么,，因?yàn)樗鼈冞€披露了以前不為人知的信息。英特爾已要求我們不要列出這些成就,，因?yàn)槠渲性S多是內(nèi)部成就,，但很高興看到這些內(nèi)部里程碑與實(shí)施新研究,、工藝改進(jìn)和產(chǎn)量有關(guān)。

我們被帶領(lǐng)穿過一些辦公區(qū)進(jìn)入會(huì)議室,，在我們參觀之前進(jìn)行簡短的簡報(bào),。正如您可能想象的那樣，旅游規(guī)則很嚴(yán)格——不要碰任何東西,，隨時(shí)與您的同行人在一起,，只拍攝我們告訴您可以拍攝的特定事物。我們也對(duì)該站點(diǎn)進(jìn)行了簡要概述,，Ronler Acres 在一個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行制造,、開發(fā)、封裝和材料研究,。從上面看,，該站點(diǎn)看起來像是自己的帶有小芯片的封裝處理器。但談話的一部分還涉及到一些涉及的個(gè)人防護(hù)裝備,，即同名的潔凈室兔子套裝,。

盡管如此，在我們進(jìn)入工廠之前,，我們得到了一個(gè)安全袋,。

這里面裝滿了消毒濕巾、洗手液,，還有我們用于制造廠的安全眼鏡和專門的無霧濕巾,。每個(gè)人在工廠都使用自己的安全眼鏡以確保舒適，如果您有眼鏡,，由于要求不同,，這些必須提前分類。有了我們的 All Access 通行證,，是時(shí)候做好準(zhǔn)備了,。

正如您可能想象的那樣，晶圓制造是一個(gè)微妙的過程,。潔凈室必須非常干凈,，并且還要不斷清潔。因此,，我們必須穿的所有潔凈室設(shè)備都是新洗的,，并且還有個(gè)人衛(wèi)生要求，例如有限的除臭劑和無護(hù)發(fā)產(chǎn)品,。我和最后一個(gè)發(fā)生了沖突,。但該過程的開始是使用西裝前手套、胡須網(wǎng)、發(fā)網(wǎng)和西裝前靴保護(hù)裝置,。

一些晶圓廠會(huì)從有粘性墊子開始,，您必須在上面行走才能去除鞋子上的污垢，因?yàn)槟诰A廠仍然穿著自己的鞋子,。這也可能與強(qiáng)制風(fēng)淋（穿上衣服）相結(jié)合,，以幫助去除絨毛。對(duì)我們來說,，我們直接穿上了兔子套裝——包括兜帽,、套裝和鞋子。這里的關(guān)鍵是從上到下穿上套裝,，這樣你就不太可能把灰塵和微粒放在自己身上,。完整的“兔子套裝”裝束，減去最后的乙烯基手套,，看起來像這樣：

每個(gè)不同的部件都有多種尺寸,，從我認(rèn)為的介質(zhì)轉(zhuǎn)換為工廠認(rèn)為的介質(zhì)總是有點(diǎn)猜測(cè)。著裝的最后一部分是在鏡子里上下仔細(xì)檢查,，如果你有同事,，也可以和同事一起檢查，以確保進(jìn)入工廠時(shí)每個(gè)人都穿著合適的靴子,。然后，我們進(jìn)去,。

如果您以前從未去過晶圓廠,，那么您首先注意到的是潔凈室地板上的所有東西都是黃色的。這是設(shè)計(jì)使然——黃色鈉燈減少了房間中光的波長數(shù)量,，以阻止它們中的任何一個(gè)可能與正在運(yùn)輸?shù)墓杵嗷プ饔谩?/p>

工廠的規(guī)模是巨大的,，我們說的是足球場(chǎng)上的足球場(chǎng)（不管你是指美國足球還是世界其他地區(qū)的足球）。像這樣的工廠,，為了盈利,，必須擴(kuò)大規(guī)模。這意味著不僅有 20 臺(tái)類似的機(jī)器,，而且還有數(shù)百臺(tái)不同的機(jī)器,，具體取決于所需的流程。如果每個(gè)處理器需要進(jìn)行 80-120 個(gè)掩膜步驟,，那么每個(gè)掩膜步驟都需要沉積,、光刻、蝕刻,、清潔和檢查,。對(duì)于大型 EUV 機(jī)器而言，每個(gè)步驟的機(jī)器成本從一百萬到數(shù)億不等。

一系列 EUV 機(jī)器

當(dāng)您進(jìn)入晶圓廠時(shí),，您會(huì)注意到的一件事就是它很高,。這些建筑物被設(shè)計(jì)成是自主的，但也很容易最大限度地延長正常運(yùn)行時(shí)間,。這意味著如果出現(xiàn)故障（如天花板燈）,，可以在不禁用任何東西的情況下對(duì)其進(jìn)行修復(fù)。如果需要維修或更換,，即使是天花板燈也可以從工廠上方進(jìn)入,。但fab面積之所以這么高，是因?yàn)橛行C(jī)器有兩層樓高,，尤其是EUV機(jī)器,。有時(shí)這些必須被提升，或使用加強(qiáng)梁來安裝它們,。很難錯(cuò)過,。

每臺(tái)機(jī)器還需要化學(xué)品和電力，這些都在子晶圓廠下方提供,。雖然我之前去過一個(gè)子工廠,，但我們無法參加這次訪問，但子工廠和潔凈室本身一樣大,。有人告訴我,，EUV 機(jī)器需要比潔凈室空間多 6 倍的子晶圓廠空間，這表明有時(shí)當(dāng)涉及到原始面積時(shí),，支持這些機(jī)器所需的不僅僅是機(jī)器本身,。

晶圓廠有一個(gè)非常輕微的正氣壓，這是顯而易見的,。工廠通過您在上圖中看到的通風(fēng)口將空氣從天花板推到地板上,。這也是為了減少灰塵和微粒，并將它們驅(qū)趕下來進(jìn)行清潔,，而不是上升到可能掉落的空氣中,。

需要注意的是，晶圓根本不應(yīng)該暴露在空氣中,。晶圓在 FOUP（前開式統(tǒng)一吊艙）內(nèi)以 25 片為一組,，在位于機(jī)器上方的吊艙高速公路上的晶圓廠周圍運(yùn)送。這一切都是跟蹤和自動(dòng)化的,，因此當(dāng)一臺(tái)機(jī)器上的 FOUP 完成時(shí),，它會(huì)被一個(gè)自動(dòng)吊艙拾取并帶到下一臺(tái)機(jī)器，或者放回存儲(chǔ)中等待芯片創(chuàng)建的下一階段,。

很難說有多少這樣的自動(dòng)吊艙——我們?cè)诿總€(gè)吊艙上看到三個(gè)數(shù)字,，這意味著僅在這個(gè)設(shè)施中就可能有多達(dá) 1000 個(gè),。吊艙“高速公路”延伸了 Ronler Acres 場(chǎng)地的長度，從存儲(chǔ)到工廠再到封裝,。它們被設(shè)計(jì)為在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)進(jìn)行自我報(bào)告,，或者如果有人剎車，系統(tǒng)可以重新路由它,，直到它被物理解決,。大多數(shù) FOUP 都是黑色的，以最大限度地減少光線,，但有些機(jī)器有可以看到的透明窗口,。

Jeff 和我研究了幾臺(tái)這樣的機(jī)器，并看到機(jī)器將晶圓從 FOUP 中取出用于光刻膠應(yīng)用（我們認(rèn)為）,。我們看到的晶圓上已經(jīng)有很多處理器的常規(guī)標(biāo)記——它看起來像一個(gè) 8 核設(shè)計(jì),，帶走zero E 核，所以誰知道我們?cè)诳词裁?。在另一臺(tái)機(jī)器上,，其中一臺(tái)計(jì)量（檢查）機(jī)器上，我們?cè)谄渲幸粋€(gè)監(jiān)視器上看到了晶圓的外觀,，并看到晶圓上每個(gè)裸片的圖表,。對(duì)于那些經(jīng)常閱讀 AnandTech 的人來說，你會(huì)知道我喜歡用簡單的晶圓圖像計(jì)算裸片面積——從我能夠推斷出的腦后數(shù)學(xué)中,，我們正在查看一個(gè)大約 400 平方毫米的前沿晶圓die,。我會(huì)讓你想象那可能是什么。

值得注意的一件事是工廠里有很多人,。我參觀過位于紐約州北部的 GlobalFoundries Fab 8,，他們?cè)谕粋€(gè)空間里只有兩打人。但在英特爾,，我可以看到幾十個(gè)，甚至有可能超過一百個(gè),。這是因?yàn)?D1X 是一家開發(fā)工廠,，因此不僅芯片正在開發(fā)中并受到監(jiān)控，而且 D1X 正在通過 Mod 3 擴(kuò)展來擴(kuò)大其產(chǎn)能,。這意味著人們?cè)诮ㄖ锏淖詈笕种惶幇惭b硬件,，包括 EUV 機(jī)器。

英特爾尚未將其 EUV 技術(shù)產(chǎn)品化已不是什么秘密,。盡管它是早期的開發(fā)者之一,，但它還沒有為 10nm 做好準(zhǔn)備，也不容易融入工藝,，但我們稍后會(huì)在 Intel 4 上看到它,。然而這并不意味著英特爾已經(jīng)坐享其成——在晶圓廠內(nèi),，我們看到許多（我無法透露）EUV 機(jī)器處于不同的狀態(tài)。

觸摸 EUV 機(jī)器,。感覺很好,。

但在其他情況下，它們?nèi)栽诎惭b中,。正如您可能想象的那樣,，我不被允許拍攝正在安裝的 EUV 機(jī)器的照片，但看里面的東西有點(diǎn)令人興奮,。我不確定我到底在看什么部分,，但有很多帶有“Noble Gas”等標(biāo)簽的管道，所有部分看起來都像是一個(gè) 2 米寬的機(jī)加工鋁制半球體,。里面的所有東西都感覺是為機(jī)器量身定做的,，而一個(gè)這樣的設(shè)備有超過 100,000 個(gè)不同的組件并且需要六個(gè)月的時(shí)間來安裝，再加上另外六個(gè)月的調(diào)整時(shí),，你就會(huì)明白為什么EUV那么難,。

除了工廠的黃燈部分，英特爾還有一部分工廠處于常規(guī)照明下——我們沒有在那里花太多時(shí)間,，英特爾也沒有詳細(xì)說明工廠的那部分是什么,，但在那個(gè)空間里要狹窄得多。機(jī)器離得太近了,，我們沒有一條清晰的路可以走下去,。然而，在回來的路上,，我確實(shí)注意到一臺(tái)機(jī)器上有很多警告標(biāo)簽,，上面標(biāo)有各種刺激性化學(xué)物質(zhì)——氟化氫、各種與鹵素結(jié)合的含硫成分,，甚至是一些腐蝕性的硅酸鹽化合物,，專為蝕刻和清潔而設(shè)計(jì)。教沙子思考需要大量腐蝕性化學(xué)物質(zhì),，英特爾表示,，它投入了大量精力來重復(fù)使用它可以使用的東西并回收其他所有東西。

更多 FOUP ,。工廠里聲音很大

總的來說,，我們?cè)诰A廠花了大約 90 分鐘，其中包括一兩個(gè)用于圖片的位置和一到十分鐘用于根據(jù)我們?cè)跓o法拍攝的監(jiān)視器上看到的內(nèi)容計(jì)算裸片尺寸,。參觀晶圓廠的好處是您正在參觀晶圓廠 - 壞處是如果不先參觀它并且不知道您會(huì)看到什么,，很難提前準(zhǔn)備或提前研究那里有什么，有什么問題詢問,，以及是否有任何內(nèi)容可供觀眾窺視,。我是那種樂于站立并研究每臺(tái)機(jī)器 90 分鐘以了解其工作原理的人——在行業(yè)會(huì)議上閱讀有關(guān)制造工作原理的研究論文是一回事,，但近距離觀察它是另一回事。

這里還有另一個(gè)視角,。我知道,，如果我在一個(gè)不那么先進(jìn)的設(shè)施中，例如45nm,、90nm 或更老的設(shè)備,，我會(huì)有同樣的反應(yīng)。我不會(huì)看 EUV 機(jī)器內(nèi)部,，但我仍然想知道一切是如何工作的,，看到晶圓飛過這個(gè)地方，并且知道這些機(jī)器正在做盡可能多的物理彎曲的事情,，以獲得像汽車這樣簡單的東西——座椅控制器上市,。

我已經(jīng)問過英特爾是否可以在準(zhǔn)備好High NA 機(jī)器時(shí)安裝我們?nèi)⒂^安裝——我被告知它比普通的 EUV 更大，所以我迫不及待地想看看它,。