在上一期的“5分钟小科普”中，我们初步领略了半导体的奥秘。这一期，我们继续带大家一窥半导体的制造场所——晶圆厂的精妙构造。
每天，在英特尔半导体工厂，更准确地说，晶圆厂（fab），都有成千上万颗芯片被制造出来。芯片是世界上最复杂的产品之一，指甲盖大小的地方容纳着极为精细的电路图案。
与芯片之“小”形成鲜明对比的，是晶圆厂之“大”。一般来说，英特尔晶圆厂高达21米，换算成住宅楼的话大约是7、8层楼高。它里面的设备数量更是惊人，约有1200多台造价高昂的制造设备，同时还有1500多台公用设备（utility equipment），也就是支持晶圆厂运作的供电、供水等设备。
现在，就让我们一起走进这一“庞然大物”！
一座英特尔晶圆厂是如何建成的？
“罗马不是一天建成的”，建造一座晶圆厂也是如此。晶圆厂的建设需要花费3到5年的时间，这期间的持续投入是巨大的，接下来我以英特尔的晶圆厂为例，用一些数字来让大家感受一下这其中的震撼吧：
英特尔晶圆厂是如何运作的？
晶圆厂建好了，英特尔又是如何在里面“点沙成芯”的呢？
具体而言，一座晶圆厂有四个层级，每一层级各司其职。其中，芯片制造是在其中的洁净室（clean room）层里完成的。所谓洁净室，是一个高度控制的环境，需要将房间内灰尘等颗粒的数量控制在一个相当严苛的范围内，这是因为芯片制造过程对环境的纯净度要求极高，哪怕是一粒肉眼几乎不可见的灰尘，都可能对芯片造成致命的损害。
第一层：夹层（interstitial）/风扇层（fan deck）
部署在风扇层上的系统能够尽可能确保洁净室内的空气中尽可能无颗粒物，并精准地将温度和湿度维持在适合芯片制造的水平。
第二层：洁净室层（clean room level）
前文提到的1200多台制造设备，就位于洁净室里，将披萨大小的硅片制成数百颗芯片。洁净室层的工作人员身着无尘衣，以防棉绒、头发以及皮屑落到硅片上。
洁净室通常采用黄色灯光照明。在将集成电路设计图形转移到硅晶圆上的光刻工艺中，使用这种颜色的光是必要的，可以避免光刻胶的意外曝光。
第三层：洁净室辅助厂房层（clean subfab level）
洁净辅助厂房层包含数千个泵、变压器、配电柜以及其他支持洁净室的系统。被称作“横向管道”（laterals）的大型管道负责将气体、液体、废弃物以及废气输送到制造设备处或从制造设备处运走。这里的工作人员无需穿着无尘衣，但会佩戴安全帽、安全眼镜、手套以及鞋套。
第四层：公用设备层（utility level）
为晶圆厂供电的配电盘就位于这一层，“主管道”（mains）也是如此。“主管道”指的是与洁净辅助厂房里的“横向管道”相连的大型公用管道和管道系统。此外，冷却机和压缩机系统也安装在这里。在这一层监控设备的工作人员穿着便装，佩戴安全帽和护目镜。
领略了半导体及其制造场所，下一期让我们继续揭秘之旅，探索半导体的制造过程。
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