[新闻] 超狂工程师万言书揭晶圆厂兴建细节 美国

楼主: qazxc1156892 (william)   2024-05-06 23:17:35
新闻标题: 超狂工程师万言书揭晶圆厂兴建细节 美国盖厂又贵又慢
2024/05/06 19:59
陈丽珠/核稿编辑
〔财经频道/综合报导〕美国进步中心(Institute of Progress)学者、结构工程师波
特(Brian Potter),近日长文解析一座价值200亿美元(约台币6480亿)的半导体厂是
如何建成的。文章指出,在美国盖晶圆厂的速度比世界其他地方还要慢,建造成本也比世
界其他地区更昂贵,估计高出30%到4倍。
打造现代晶圆厂 6千亿起跳
波特在《建筑物理》(Construction Physics)撰文解析晶圆厂建厂细节及制程。文章称
,随着摩尔定律的发展,电晶体变得越来越小、越来越便宜,自 20 世纪 50 年代以来,
电晶体的成本已下降了约 3 亿倍,半导体元件也缩小,价格也比以往便宜,但是制造半
导体的设施却越来越昂贵。
在 60 年代末和 70 年代初,半导体制造厂 (或“fab”) 的成本约为 400 万美元(以
2024 年美元汇率计算约为 3100 万美元)。如今,一座现代化晶圆厂的成本可能达到
1 亿至 200 亿美元甚至更多。英特尔正在亚利桑那州建造两座工厂,预计每座耗资
150 亿美元,三星位于德州泰勒的工厂预计耗资250 亿美元。
文章还解释半导体制程,说明兴建晶圆厂成本高昂的原因,直言现代半导体工厂必须创造
一个具有令人难以置信的精度和可预测性的世界。每一个可能扰乱制造过程的影响,无论
多么小,都必须被筛选出来,任何细微的偏差都必须被追踪和消除,而整个晶圆厂的核心
就是无尘室。
无尘室重中之重 需专业建筑工
文章称,大型晶圆厂将拥有数十万平方英尺的无尘室,并且该设施可能占地数百英亩。建
造它需要数万吨结构钢和非常多的混凝土。英特尔宣称其工厂使用的混凝土是杜拜哈里发
塔的2倍,金属的使用量是艾菲尔铁塔的5倍。
若想将这种材料以必要的精度水平安装到位,需要数千名经过专门培训的建筑工人。英特
尔在德国马德堡的新工厂预计在高峰期需要超过 9300 名工人,而台积电在亚利桑那州建
造的新工厂则需要1万2000 名工人。
一旦工厂竣工,无尘室可以保持正压(称为“排污”),就可以安装制程工具。设备可能
会分成许多单独的元件到达,需要漫长而仔细的组装过程,光是ASML 的一台先进 EUV 曝
光机装在 40 个货柜中,分布在 20 多辆卡车和3架货机上。一旦安装设备,晶圆厂可能
需要六个月到一年的时间才能达到可接受的制程产量。
美国盖半导体厂 又贵又耗时
文章提及,尽管晶圆厂规模庞大且复杂,建造速度却很惊人,平均大约需要2到4年。这与
其他大型商业建筑项目并没有什么不同,而且比其他一些严格控制的制程设施(如核电厂
)要快得多。
不过,在美国,晶圆厂的建造速度比世界其他地方慢。美国晶圆厂建厂时间从 1990 年代
的平均 650 多天,增加到 2010 年代的平均 900 天以上,而亚洲国家平均建厂时间约为
600至700 天,部分原因是环境审查流程日益严格。美国晶圆厂的建造成本也比世界其他
地区更高,估计贵出 30%(根据英特尔估算)到4倍(根据台积电估算)。
报导总结,由于晶圆厂成本不断上升,导致半导体产业结构转变,仅极少数公司运营领先
制程,目前是台积电、三星和英特尔,行业也已转向无晶圆厂模式,在这种模式下,苹果
和辉达等公司设计自己的芯片,然后交由台积电等代工厂生产。
新闻来源: https://reurl.cc/NQqrm5
作者: barbarian72 (barbarian72)   2024-12-03 18:17:00
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