走進工廠 走進英特爾未來工廠，看尖端芯片製造全流程

英特爾總部位於美國俄勒岡州,在美國亞利桑那州的業務不斷增長,管理着全球製造設施網絡,通常稱爲FEB。 工程師們開發出創新方法,將數十億個V型開關,稱爲晶體管,安裝到越來越小的計算機芯片上,有些芯片甚至小到指甲蓋那麼小。 芯片可以容納數十億個晶體管,每個晶體管比人的頭髮小一萬倍,以特定方式互聯,每秒循環高達五十億次。 硅是地球上第二豐富的元素,存在於沙子中,因其出色的半導體特性而聞名,用於製造英特爾處理器。 爲了用於計算機芯片,硅必須經過淨化,以達到每十億分之一以下的液物原子的純度。 硅從熔融狀態凝固,形成單晶硅釘,其直徑約爲11.8英寸,重約220.4磅。 金剛石矩將單晶硅釘精確切割成薄片或晶片,每片厚度約爲0.039英寸。 晶圓經過拋光工藝,直至達到完美無瑕,鏡面般光滑的表面,確保後續半導體制造步驟的最佳質量。 芯片架構師與邏輯和電路設計師合作,創建計算機繪圖,然後演變爲芯片晶體管合層的藍圖。 芯片架構師將藍圖發送給研磨工程師。 研磨工程師使用電子術機器將計算機輔助設計轉換爲可用於製造的模板。 技術人員爲了保護自己免受潛在危險並保持環境的無菌性,需要穿戴各種防護設備PPE。 穿着靜電放電ESD鞋是爲了防止靜電積聚,因爲靜電會損壞敏感的電子元件。 晶圓被運送到工廠,工廠的環境非常乾淨,遠遠超過了無菌手術室的潔淨度。 爲了保持無菌,晶圓被裝入前向開口式晶圓盒FOUP,這是一種密封容器,旨在保護晶圓免受污染。 自動材料處理系統AMHS可在整個晶圓廠內高效運輸FOOPS,確保工作流程精簡且污染可控。 工程師利用中央操作室的先進技術,細緻地監控和監督每一個流程以及FAB內工具的性能。 工具通過銀色高速公路無縫導航工廠,這是一個堅固的加壓地板系統,旨在提高其機動性和效率。 通過使用軌道工具將晶圓裝入旋塗機,在旋塗機上塗上特殊的聚合物塗層,爲觀客做好準備。 英特爾由戈登·摩爾和羅伯特·諾伊斯於1968年創立,他們因發明集成電路而聞名。 摩爾定律最初預測,高密度集成電路中的晶體管數量將在十年內每兩年翻一番,這仍然是一項基本原理。 光刻機使用圖案眼模來投射光線,並使用鏡頭將圖像縮小到晶圓表面。 極紫外EUV光刻技術是一種先進的光刻技術,它使用波長爲13.5nm的紫外線。 更短的波長可以實現更精確的圖案化,從而能夠生產更小、更復雜的晶體管。 英特爾工廠技術人員穿着的標誌性兔子套裝防塵服由不起毛的材料製成,通常是不起毛的合成纖維以防止污染。 芯片的組件尺寸只有幾十納米,超過了流感病毒的尺度約爲100納米。 英特爾的目標是到2040年實現範圍一和範圍二的溫室氣體GHG淨零排放,到2030年實現淨正水和零垃圾填埋。 英特爾使用自動缺陷檢測系統,利用高分辨率成像、機器學習算法和人工智能來識別和分類晶元和芯片上的缺陷。 每個FOUP前開式晶元傳送盒包含來自裝載板的25個硅晶元,爲集成電路的生產保持最佳條件。 AMHS自動化物料處理系統通過一千多個同步高架機器人高效管理運營,在整個工廠內產生連續的材料流。 高效的STOCKER晶元存儲利庫每天不知疲倦地處理超過四萬個FOUPS,爲硅片的快速和連續移動做出貢獻。 俄勒岡州工廠的AMHS擁有超過27英里的多層軌道,可供一千七百部高架機器人行駛。 英特爾的遠程操作中心ROCK使用硬件和軟件平臺,使技術人員能夠遠程監控和控制FAB製造設施操作。 微芯片按功能和電路分類,在電路中芯片可以是模擬的、數字的或混合的。 模擬和數字功能的區別在於它們處理的電信號。 在數字芯片中,信號是二進制的,而在模擬芯片中,信號是連續的。 就功能而言,芯片包括邏輯、內存、ASIC和SoC。 其中邏輯和內存主要是數字的,使用晶體管來操作和存儲位。 根據芯片架構師提供的數據,電子術機器可以在6×6英寸的石英片上覆制電路圖案,每片石英片的厚度僅爲1⁴英寸。 這些石英片被稱爲眼模,作爲在硅晶片上構建電路的模板,需要50多個眼模來形成芯片的所有層。 石英眼模具有極其光滑的表面,對於在硅片上實現高分辨率圖案至關重要。 石英對紫外線UV具有高度透明度,這對於光刻技術至關重要,並且具有出色的耐熱性和耐化學性。 由於其優異的尺寸穩定性,石英在各種條件下都能保持其形狀和尺寸, 其純度可最大限度地減少污染。 晶圓上應有數百甚至數千個小型獨立芯片,使用眼模創建不同層的晶體管和線路連接。 眼模板上的每條線都設計得比用於打印的光的波長更小,從而確保光刻工藝的精度。 爲了最佳地保存石英眼模,它們被存放在控制溼度的櫃子中,溼度必須保持在40%到50%之間以避免腐蝕。 自主機器人可以提供實時庫存跟蹤和報告,石英特爾能夠保持準確的庫存水平並優化其供應鏈管理。 可以分析從自主機器人收集的數據以識別模式優化存儲策略並提高整體流程效率。 石英眼模儲存在68華氏度至77華氏度之間的恆定溫度下,以最大限度地減少熱印力並保持尺寸穩定性。 單個14英寸眼模可容納約5PB的數據,是一部2小時數字IMAX電影所用數據的10倍。 英特爾是全球少數擁有內部眼模操作的半導體制造商之一,位於加利福尼亞州聖克拉拉和俄勒岡州希爾斯伯勒。 如果沒有英特爾眼模操作IMO,該公司位於俄勒岡州亞利桑那州愛爾蘭和以色列的工廠將無法生產單個處理器。 金剛石聚將晶圓切割成數千個指甲蓋大小的獨立矩形,每個矩形稱爲芯片或計算機芯片。 通過在高溫和高壓下摻雜化學物質來改變芯片的電導率,通過重複的過程創造出更復雜的集成電路。 時刻去除多餘的材料,並在測試每個芯片的性能之前添加多層導體。 分選機將芯片放置在支架上,然後送往晶圓廠進行組裝和測試。 關節型六軸機器人用於在生產過程中精確掃描、精確操作和定位組件。 1971年,第一款商用微處理器Intel 4004位個人計算機革命奠定了基礎。 安全眼鏡保護眼睛免受飛艦的碎片、化學品飛艦以及芯片製造過程中遇到的其他危險。 Intel利用虛擬現實將實時製造數據疊加到工廠的虛擬表式上,讓工程師全面瞭解生產過程。 Intel在其晶圓廠實施了節水措施,包括使用再生水進行冷卻和回收廢水。 微芯片上晶體管數量的增加增強了計算能力,使它們能夠發出更多指令實現高級功能。 VOOX長24英寸,寬18英寸,高14英寸,空重約60磅,滿重可達180磅,由抗衝擊塑料製成。 採用先進的顆粒控制機制設計,FOUP可防止將污染物引入晶圓環境。 微芯片具有基本組件,電容器存儲電荷,電阻器控制電流,晶體管放大或切換電信號。 進行一系列電氣測試,包括功能測試,持續測量和參數測試,以確保芯片符合要求的規格。 一旦達到質量標準,芯片就會被封裝在基板和散熱器之間,形成一個保護性封裝,以防止衝擊高溫和污染。 從倉庫,物流專業人員將英特爾產品運送給某些客戶,例如系統製造商或運送到全球分銷中心。 一旦微處理器安裝在計算機中,它就會自動在主板電路板之間建立連接。