当EUV光刻机近在眼前！Intel亚利桑那州晶圆厂行记

不言不贤

2023年8月，快科技作为仅有的四家中国媒体之一，参观了Intel位于马来西亚的封测工厂、实验室，同时提前了解了全新酷睿Ultra(Meteor Lake)处理器的架构设计和技术特性。

最近，快科技又来到美国亚利桑那州凤凰城，参观了Intel在这里的Fab晶圆厂，第一次近距离接触了先进的EUV光刻机、18A工艺流水线，也算是弥补了疫情期间未能前往以色列晶圆厂的遗憾。

事实上，这也是该工厂第一次对媒体开放，尤其是刚刚投产的Fab 52。先来了解一下Intel亚利桑那州晶圆厂的背景。

亚利桑那州虽然有大片沙漠、戈壁，是美国第五干旱的州，晶圆厂又极度消耗水资源，但是地震、飓风、野火等自然灾害非常少，有利于晶圆厂的稳定运行。

同时，亚利桑那州科技氛围浓厚、人才济济，半导体厂商就超过155家，亚利桑那州立大学是全美最大的大学之一，加之距离加州硅谷非常近、税率非常低(4.9％)，故而吸引Intel、台积电纷纷在这里设厂。

Intel在亚利桑那州的发展历程始于1979年，次年开始在钱德勒市(Chandler)启动业务运营，最初的重点为制造与组装业务。

46年来，Intel在亚利桑那州的投资已超过500亿美元，是最大的私营企业之一，也是经济的重要贡献者，使之成为全球重要的半导体制造中心。

Intel亚利桑那州奥科蒂约园区(Ocotillo Campus)的总面积约有2.6平方公里，坐落于普莱斯路走廊(Price Road Corridor)的南端，是该山谷地区最受青睐的工业开发地段之一。

有趣的是，这里曾经是博格尔家(Bogle family)农场，面积达2.8平方公里，20世纪90年代初被Intel收购，而与园区一路之隔仍有大面积农田和社区。

园区内有多座晶圆厂，是Intel在全球范围内数量最多的：

Fab 12：20世纪90年代就已启动，2006年投产，是当时Intel最先进的制造工厂之一，目前主要生产22/14/10mm。

Fab 22：1996年开工，2002年投产，主要生产22/14/10mm。

Fab 32：建于21世纪初，2007年投产，进一步扩大了产能，主要生产22/14/10mm。

Fab 42：2011年开工，一度暂停，2017年投资70亿美元而重新开工，2020年投产，主要生产10nm、Intel 3。

Fab 52/62：Intel IDM 2.0战略和持续扩张计划的一部分，相关投资达320亿美元。

其中，Fab 52 2021年动工，最近刚刚完全投入运营，拥有EUV光刻机入驻，即将量产最先进的18A；Fab 62 2024年刚刚动工，未来将生产14A。

这里的每一栋建筑物则以OCxx的方式命名，xx为从1开始的数字编号。

大家应该发现了，亚利桑那州的工厂编号都是数字2结尾，这也是一个传统了。

Intel 晶圆厂早期都是按顺序排列命名，从最初的Fab 1一直Fab 12，之后亚利桑那州就保留了以2结尾。

新墨西哥州的都是1结尾(Fab 11/11X)，爱尔兰的都是4结尾(Fab 14/24/34)，以色列的都是8结尾(Fab 28/38)，俄亥俄州的将以7结尾(Fab 27建设中)，俄勒冈州因为以研发为主而使用三位字母＋数字命名(D1B/D1C/D1D/D1X/RB1/RP1等等)。

这里只有一个例外，就是位于中国大连的NAND闪存晶圆厂，为了吉利而取名Fab 68，如今完全卖给SK海力士。

如今一座标准的处理器晶圆厂的建设通常需要3-5年甚至更久，成本至少200-250亿美元。

Fab 52建设过程中，挖掘土石总量超过100万立方米，可以填满400个奥运标准泳池，浇筑混凝土约60万立方米；使用钢筋7.5万吨，是全球最高建筑迪拜哈利法塔的两倍；架设结构钢3.5万吨，是埃菲尔铁塔的五倍；铺设电缆等管线总长900万米，相当于214个全程马拉松。

同时，Intel一向重视环保，尤其是在严重缺水的亚利桑那州，在厂区内水处理与水资源回收利用方面投入了大量资金，与当地合作建设了占地4.86万平方米的水处理设施。

其中，奥科蒂约盐水还原设施(OBRF)主要用于在进一步处理前去除水中的盐分，每日可处理与回收34.07万立方米水，最终作为高纯度水源回流用于工厂生产。

目前，Intel在亚利桑那州实现了 “水资源正产出”（water-positive），截至2023年已为当地恢复4164万立方米的水资源。

遗憾的是，大家肯定也能理解，Intel晶圆厂内是不允许拍照、录像的，这里只能分享一些Intel官方提供的照片、视频，简单和大家聊聊观后感。

我们这次参观的是Fab 42、Fab 52，走进去的第一感觉是并不算很大，相比在马来西亚看到的封测工厂小得多。

其实也很容易理解。

Fab晶圆厂的工作虽然是从沙子到芯片整个流程中最为核心、技术含量最高的一环，就是“印刷晶圆”，但所需要的工序并不是太多。

尤为值得一提的是，Fab虽然一般叫做晶圆厂，但其实它本身并不生产晶圆，而是直接从供应商取得原始的裸晶圆，在这里进行预处理、光刻、蚀刻、掺杂、金属化等，换言之叫“晶圆加工厂”更合适一些。大家最为熟悉和关心的光刻机，也只是负责其中一个步骤而已，很重要但不是全部，没必要过于深化。

当然，亲自站在光刻机面前，那种扑面而来的震撼仍然是难以言表的，毕竟怎么说也是一颗璀璨的工业明珠。

比如Fab 52里就有一台在亚利桑那州最先进的EUV光刻机，一侧是其他DUV光刻机，一侧预留了两个空位，后续会有两台新的EUV光刻机装上去。

当然，随着光刻机等设备越来越先进、复杂，体积和重量也急剧膨胀，Fab 52的天花板就明显比Fab 42高得多，事实上也深得多，因为地下还有几层，那里有设备支撑平台、水电等管线、空气处理与输送设备与管线(相信大家都知道无尘室的严苛要求)。

奥科蒂约园区的老晶圆厂基本都曾进行过升级改造，不少都不得不做了加高、加深，就是这个原因。

至于最新的High-NA EUV光刻机，目前部署在俄勒冈州用作研究测试，未来也会入驻Fab 62用于量产14A。

有趣的是，Intel工厂里的每一台光刻机，都有一个外号，上边也会印着和外号呼应的图案。

这么做并不只是浪漫，也很实用，因为工厂里非常嘈杂，不同岗位上的工程师需要对一台光刻机进行相关操作的时候，只说型号很容易听不清而造成误操作，所以都有了特殊的名字。

插播一句，说一台光刻机是xxnm工艺的其实是不严谨的，二者并不能直接划等号，只能说一台光刻机可以生产xxnm的芯片，比如这台NEX:3800E就可以生产3/2nm处理器，也可以生产先进的DRAM内存芯片。Fab晶圆厂里另一个让人印象深刻的，就是承载和运输晶圆的托盘盒，都固定在厂房顶部错综复杂的不同轨道上，以极快的速度来来往往，将晶圆送到合适的地方。

这一切都是自动化管理的，完全不需要人工参与，事实上整个工厂内部的人都很少，都是各种机器设备在自行精准运转。趣的是，从各种芯片工厂内部照片上都可以看到黄色、橙色等等不同颜色的光。

但是，Intel程师告诉我们，在历史上这么做是为了保护设备和芯片，避免光敏破坏，但随着工艺制程越来越先进，事实上光线的影响已经不大，还是保留这种风格更多的是一种传统。

最后，Fab工厂出来的晶圆，会被送到世界各地的封测工厂，继续进行制备、分拣、贴装、涂装、顶盖、组装、筛选、测试、验证等等后续步骤，直到送到消费者手中。【本文结束】如需转载请务必注明出处：快科技

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