好处理器是怎么造的？英特尔制造流程揭秘

英特尔希望使用一种被称为极紫外线的新技术帮助该公司到达这个点，而这种技术目前还没有被业界有效利用。在5纳米之下将采用新的材料--有些人认为碳纳米管将取代硅晶体管--或者是全新的技术，例如神经计算和量子计算。

微处理器的开发是商业世界中最具风险、代价最为高昂、也是技术上最为复杂的壮举。

英特尔位于俄勒冈州希尔斯伯勒市的微处理器工厂代号D1D，在进入这个1700万平方英尺工厂的净室前，你需要仔细地洗手洗脸，最好再排空膀胱，因为净室里没有卫生间，而且禁止使用化妆品、香水以及各种脂粉。书写工具是允许使用的，但前提是无菌。普通纸张因为存在微小颗粒被绝对禁止使用，如果你要写东西，需要使用一种叫"高性能文档材料"的类纸产品。

这大概是世界上最干净的地方

戴上发套后，下一站是更衣室，它位于外界和净室之间的一个加压房间内。当你走进去的时候，占用了四个半足球场面积的大型吹风机会把你身上的杂物吹走--灰尘、棉尘、狗毛、细菌等。戴上内层手套，然后穿上白色紧身衣和一个外科手术式的口罩，紧接着是第二层手套以及一双鞋套和安全眼镜。这些严密的措施没有一个是为了保护你的安全的，它们都是为了保护芯片，防止你伤害到它们。

净室里的空气应该是你呼吸过最干净的空气。它能达到10级纯度，意味着每立方英尺内超过0.5微米的颗粒不会超过10个，0.5微米大概是一个小的细菌的大小。在非常干净的医院里，或者在大约每立方英尺10000个细菌颗粒的环境中，都不用担心被感染的风险。在外面的世界里，这一数字大约为300万。

净室几乎是寂静无声的，除了"工具"（英特尔这样称呼它们）发出非常小的嗡嗡声。这些工具看起来像是巨型复印机，每一台的成本高达5000万美元。它们固定在建筑框架上的钢支架上，所以没有震动（无论是其他的工具还是你的脚步）能够影响到芯片的制造。当然即便如此，进去之后你也会放轻脚步。工具中有一些非常精准，它们能够实现半纳米距离的控制，这是两个硅原子的宽度。

净室的亮度也令人吃惊。几十年来，英特尔净室内的照明被弄得像暗房一样，沐浴在昏暗的深黄色灯光中。现在担任英特尔首席制造科学家的Mark Bohr将自己整个38年的职业生涯都用在芯片制造上，这个小个子的男人表情严肃，"这种做法已经过时了，" 他表示，"可没有人有勇气改变它。"

晶片是通过在抛光的12英寸晶元上蚀刻、切割而来的。这些晶片被密封保存在微波炉大小的密封罐中，这些密封罐被称为"foups"，由机器人负责搬运。事实上有数百个机器人，这些机器人运行在各自的轨道上，将晶片送往不同的工具处。密封罐内的空气达到一级，这意味着空气中可能完全不含颗粒物。这些晶片会定期地用纯净水进行清洗，清洗使用的水非常纯净，这在自然界中是不存在的。不过如此纯净的水对人来说是致命的。如果你喝了很多这种纯净水，它将会把重要的矿物质从你的细胞中带走，并用这种方式杀死你。

在未来三个月里（三倍于波音公司制造一台梦幻客机（Dreamliner）的时间），这些晶片将会变成微处理器。它们将通过超过2000个步骤的光刻、刻蚀、材料应用以及更多的蚀刻方式的加工。然后每一片晶片将被切入上百个左右的拇指大小的凹模之中，每一个都将被陶瓷封装。如果一切顺利，在英特尔工作的10万名员工（或者差不多这么多的员工）将没有一个人会触摸过它们。这个奇迹般的机械化流程的终点：英特尔至强E5 v4，该公司最新的服务器芯片以及互联网引擎。

做芯片是一场豪赌

当五月份参观Hillsboro工厂的时候，我们获得机会对这座工厂进行了自2011年奥巴马总统之后最全面的参观。考虑到开发和制造新的微处理器是商业世界中最具风险、代价最为高昂的豪赌，这种低调也是可以理解的。

Gartner表示，即使是简单地建设一个能够生产诸如E5之类芯片的工厂至少就要花费85亿美元，这还不包含研发费用（超过20亿美元）以及设计电路布局的费用（超过3亿美元）。即使是程度中等的"excursions"（这是英特尔对于把事情搞砸了的委婉说法）都可能会付出数亿美元的代价。整个过程要花五年甚至更长的时间。VMware首席执行官Pat Gelsinger有着长期在英特尔担任公司高管的经验，并曾担任该公司的首席技术官，他表示，"如果你追求短期的满足感，就不要去做芯片设计师。"他表示，"很少有东西像它一样。"

顶级E5大概是一张邮票大小，零售价为4115美元，能耗大约是大型惠而浦冰箱的60%。无论何时，只要你使用谷歌搜索，使用Uber或者让你的孩子在你的车里看Episode