走進Intel亞利桑那晶圓廠，一窺Intel 18A製程節點生產基地

Intel位於美國亞利桑那州錢德勒市的Fab 52晶圓廠肩負Intel 18A製程節點製造的重責大任，讓我們走進廠內看看晶圓廠究竟長怎麼樣。

投資總額超過美金500億元

Intel自1979年起於亞利桑那州展開業務，並於1980年在錢德勒市（Chandler）開始製造與組裝等業務之營運，至今投資總額已超過美金500億元，讓Intel成為亞利桑那州最大的民營企業之一，也讓亞利桑那州成為美國主要的半導體製造中心。

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Intel於2021年3月宣布在錢德勒市的Ocotillo廠區擴建Fab 52與Fab 62等2座先進晶圓廠，總投資金額高達美金320億元，其中Fab 52於2021年末動土，開挖超過100萬立方公尺的土石，相當於400座奧運標準游泳池，使用60萬立方公尺的混凝土與7.5萬噸鋼筋，是世界最高建築杜拜哈里發塔（Burj Khalifa in Dubai）的2倍用量，安裝的管線總長度約900萬公尺，相當於214場全程馬拉松的距離。

Intel也相當重視永續性，並投入大筆資源推動廠內水處理與循環再利用，透過水循環分配系統淨化水源，每日可處理與回收再利用900萬加侖的水，並在亞利桑那州已實現水資源正效益（water positive），不僅在營運中節約用水，並資助周邊區域水資源復育計畫，Intel於2023年為亞利桑那州復育了11億加侖的水資源。

▲ Intel位於美國亞利桑那州錢德勒市Ocotillo廠區的Fab 52晶圓廠肩負Intel 18A製程節點製造。

▲ 晶圓廠的高度達70英尺（約21.33公尺），全年無休生產數以百萬計的晶片，雖然其尺寸只有指甲般大小，卻是世上最複雜的產品之一。

▲ 晶圓廠外部具有許多管線，輸送運作過程所需的水以及各類化學藥劑。

走進Fab 52晶圓廠內部

筆者這次有機會進入Fab 52晶圓廠內部參觀，但是受到保密因素而無法自由攝影，因此使用Intel提供的圖像進行介紹。

晶圓廠主要可以分為4層樓層，由下往上看，1樓是公共設施層，包含支援晶圓廠的電力面板與主管線等設置，冷卻與壓縮系統，監控設備的員工會穿著便服，但必須戴安全帽和防護眼鏡。

2樓為無塵室下層，包含數千個幫浦、變壓器、電力櫃與其他系統以支援無塵室的運作，稱為「Laterals」的大型管線負責輸送氣體、液體、廢棄物與廢氣，並將其運往或運離生產設備，此區員工不需穿著防塵衣，但必須戴安全帽、防護眼鏡、手套以及鞋套

3樓為無塵室層，由超過1,200台工廠設備組成，是唯一實際進行晶片生產的地方，用來處理直徑30公分、外觀如披薩般大小的矽晶圓，最終將其轉化為數百顆電腦晶片。員工會身穿防塵衣，以避免毛髮與皮屑掉落到晶圓上。

4樓則為間隙層，安裝了確保無塵室空氣潔淨的系統，並能夠精確控制在生產過程所需的溫度與濕度。

為了避免光阻劑在微影製程中受到短波長光線的非預期曝光，所以無塵室通常使用黃色燈光，部分員工會配戴藍色鏡片的眼鏡以校正人眼感受的顏色。

不過有趣的是導覽人員表示，現在使用的光阻劑「應該」是不會受到白色燈光的影響，但是如果替換為白色燈光而造成預期外的影響，可能會造成金額極為龐大的財務損失，所以仍傾向維持黃色燈光，選擇「流程沒問題就不要亂改」的保守選項。

▲ 晶圓廠內部的生產區域為無塵室環境，所有人員都必需穿著無塵衣。

▲ 採用Intel 18A製程節點的Panther Lake處理器就是在Fab 52製造。

▲ 工作人員可以利用背包攜帶所需物品，但因為保密與資安需求而需使用指定的透明背包。

▲ 微影機是晶圓廠內最重要的機器，ASML TWINSCAN NXE:3800E是目前最先進的微影機之一，造架高達美金1.8億元（約合新台幣55.67億元）。

▲ 晶圓廠內還有許多不同功能的機器以及工作人員操作區域。

▲ 晶圓的搬運工作則交由天車負責，每台天車能夠裝載25片晶圓。Ocotillo廠區具有超過2100台天車以及30英哩的軌道（約48.28公里）。

▲ 在4層樓高的晶圓廠中，其中3層的功能為支援無塵室，而圖中編號2號的無塵室是唯一實際進行晶片生產的地方。無塵室通常使用黃色燈光，以防光阻劑在微影製程中受到短波長光線的非預期曝光。

▲ 在Ocotillo廠區內因保密因素而無法自由攝影。筆者於會議室的佈景前穿著無塵衣留影。

Ocotillo廠區是現在Intel 18A製程節點的主要製造基地，負責Panther Lake與Clearwater Forest等處理器中運算模塊的生產，更多詳細資訊可以參考全文目錄中這2款處理器的架構說明。

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