奇幻之旅!英特尔海外CPU制造厂探秘

　　Intel在以色列这个国家有很多工厂，其中就包括两个芯片生产工厂，我们将共同前往领略一下Intel Fab18工厂的奇幻旅程。Fab18坐落在以色列的Kiryat Gat，主要负责生产90 nm制造工艺的Pentium 4处理器，当然还包括一些芯片组以及闪存颗粒。

　　首先我们先看一下Intel工厂及研发中心的全球分布情况：

Intel工厂及研发中心

　　如图所示，在这些工厂中，完整的晶圆片将被分割为若干的芯片，然后这些切割出来的芯片被送往其它的工厂进行装配和测试，它们在那里将再接受分割，之后这些芯片被分为处理器或者是芯片组，然后进行最后的封装工作。而且从图中我们可以了解到，其实全球只有3个国家和地区拥有Intel晶圆工厂（Fab）：美国、爱尔兰以及以色列。装配和测试的工厂则都被设立在离消费市场很近的地方。其实，细心的人会发现在我们市场上接触到的CPU成品上，经常会刻有“Costa Rica”、“Malaysia”或者是“Philippines”等的字样，而从来看不到“Israel”，因为以色列的Fab18最终的成品是晶圆片，后期加工要送到其他的专门负责装配和测试的工厂。此外，在以色列除了我们今天要重点介绍的Fab18外，还有一个重要的工厂是不得不提到的，那就是——Fab8，它坐落在耶路撒冷，始建于1985年，是首个在美国国外建立的Intel晶圆工厂。

以色列拥有很多研发中心

　　Haifa团队主要负责建立Pentium M CPU以及所有的基于相同架构的其他CPU产品，例如Yonah（双核心Pentium M）以及即将推出的Merom、Conroe和Woodcrest。Haifa可谓是历史悠久，始建于1974年，也就是在Intel成立5年之后，由创立EPROM芯片的Dov Frohman领导的5人工程师小组最新开辟的根据地。Petach Tikva团队主要负责开发所有的Intel cell CPU，还有Wi-Max技术。

　　下面我们进入到今天的主角——Fab18工厂一探究竟

Fab18工厂外观

　　Intel Fab18建立于1999年，那个年代主要负责制造Pentium III晶圆片。后来升级到了90 nm制造工艺而且现在也生产重心也转移到了制造Pentium 4 CPU晶圆片、芯片组和闪存颗粒上，员工总数约3,700人。

　　Fab18占地面积大约两个英式足球场大小，为了保持无尘环境投入了很高成本，不过，并非所有的车间都需要这种无尘的环境。有趣的是，地面并非是我们平常所了解的硬地板，而是采用的一种类似于网状的设计，但是非常的坚固，目的是保持空气的流通。房间的空气，每4分钟就要完全的更换一次。

Fab18生产车间

　　图片上是其中的一个无尘车间，可以注意一下地板。工作人员必须穿防尘服，免得让晶圆遭受污染。远处技术人员所抱的“黑匣子”名字叫“lot”，里面装的就是晶圆。他要做的是把这个“lot”安装在一个机器（或者是叫处理工具）当中。基于成本方面的考虑，只有“lot”入口是在无尘房间中，而其他部分是在低于无尘等级的“chase”当中。

晶圆生产设备

　　这就是我们刚才提到的“chase”车间（留意地板）。这就是处理那些晶圆片的机器，也就是处理刚才技术人员抱着的“lot”。

　　整个工厂的无尘房间和机器数量是非常的可观的，因为制造一个CPU晶圆片的工艺过程是非常的复杂的。

　　一个Pentium 4 CPU要使用26道光刻掩膜（photolithographic mask）工序。每一个工序又需要很多的处理步骤，再加上搀杂以及金属镀层等，最后一个CPU制造工序就有上百道。

　　在这里顺便给大家说一下，很多车间中需要使用紫外线照射，这是必不可少的，但是在无尘车间（clean room）中通常要使用白光，而我们刚介绍的无尘车间使用的是橙色光，这又与其他的无尘车间使用的不同，因为这里是晶圆加工的初步工序，而原因是photoresist层对白光非常敏感。

　　工作人间不能直接的接触晶圆片，而是要放在一个叫“lot”的黑色方盒子中，每个盒子能放25张晶圆片。在Intel工厂中，lot采用的是铝材料做金属层，并且为黑色，晶圆片采用的铜做材料，为橙色。

早期的lot模型

　　这是早期的lot模型，现在已经陈列在Fab18的博物馆中了。

　　当工作人员把lot放到处理机器当中的时候，机器将会逐个的提取这25张晶圆片，处理完毕后再放回到lot中。

　　从一个无尘房间到另一个无尘房间，lot都是按照预定轨迹自动的被传送。在图上，注意大约天花板的高度，那个轨迹就是用来传送lot的。在某些条件下，lot是被直接的输送到相应的机器当中，不需要人工的干预。在每台机器上都有一个屏幕，方面技术人员观察目前机器工作情况以及晶圆片处理到了哪种程度上。

　　我们开始已经提到了，Fab18最后的成品并非是我们用户最终使用的CPU，晶圆片当中包含了很多的芯片，这些晶圆要被送到如Malaysia、Costa Rica以及Philippines这些地区的装配及测试工厂，在那里晶圆片被切割，将个体芯片从上面分离下来，测试、贴标并出货，最后才到了我们用户手上。