作者：李沐，SOlab
排版：张涛
出品：SOlab
深度好文，3263字=9分钟阅读
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英特尔CEO基辛格
新官上任三把火
2021年1月，英特尔（Intel）宣布帕特·基辛格（Pat Gelsinger）成为新一任首席执行官，随即他马不停蹄地开始了“大动作”，宣称为了扩大英特尔在整个芯片市场上的份额，必须以一倍以上的速度进行投资和扩大产能。
21年3月，刚上任不久的基辛格在发布会上宣布投资 200 亿美元在亚利桑那州建设的两座晶圆厂（Fab 52和Fab 62），这将是生产Intel 20A工艺的主力工厂。
今年1月22日，英特尔 CEO 基辛格（Pat Gelsinger）宣布将在美国俄亥俄州投资200 亿美元增建两座新的晶圆厂，未来还要追加投资至 1000亿美元，总计建设8 座晶圆厂，建成全球最大的芯片制造基地。
2月15日，英特尔宣布将以每股53美元的现金收购以色列代工晶圆厂“高塔半导体”，交易总金额约为 54亿美元。
随即3月15日，英特尔宣布将在德国东部城市马格德堡投资 170亿欧元建造欧洲超级芯片工厂，未来10年将追投800亿美元继续建厂。
3月23日，在美国“芯片法案”听证会上，基辛格硬怼美国共和党参议员，拒绝撤走中国的英特尔工厂，要把中国市场捍卫到底。
2021年，半导体行业的年总销售额刚刚超过 5000亿美元，预计到2029年将增长一倍，但半导体的整体短缺可能会持续到2024年，也许这正是豪横 Intel 飞速扩张的风口期。
复兴大计
从建造晶圆厂开始
老牌芯片大厂英特尔，很多人诟病它傲慢自大，产品更新犹如挤牙膏。但它却是世界上唯一拥有自主设计部门和制造晶圆厂的半导体及计算创新领域厂商。
20世纪50年代末，芯片或集成电路开始取代笨重的单个晶体管。那时英特尔就以一种微处理器“芯片”而闻名，小小一枚芯片可以执行计算机的大部分运算功能。
随着科技发展，工程师已设法将芯片上的晶体管缩小到令人难以置信的尺寸。但在英特尔的技术人员之外，还有更强劲的竞争对手：中国台湾的半导体制造公司。他们制造出更小的组件，然后把大客户苹果挖走了。
因此，基辛格的上任带有一种“复兴”的意味，而复兴之路的重点就是——扩大产能。
以上视频里是英特尔位于美国俄亥俄州的圆晶厂内部纪录，而今年基辛格已宣布将增建2座新厂。而在亚利桑那州钱德勒的英特尔晶圆厂区正在施工中。
纽约时报的记者走进这座大型工地内部，惊叹于这座芯片工厂的科技景观。我们跟随纪录，走进英特尔正在耗费巨资打造的“未来工厂”看一看吧~
英特尔工程师手里一块用来制造芯片的硅片
晶圆厂内部设施：可装载多达 25 片硅晶片的吊舱在自动架空轨道上移动
芯片里的微型晶体管有多小？
一块掌心大的芯片里有超过 500 亿个微型晶体管，它们比人类头发的宽度还要小 10,000 倍。
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制造它们的厂房得有多大？
一间英特尔的晶圆厂，有7层楼高，每层就有4个足球场那么大。
这可能是地球上最特别的尖端科技超级工厂：占地极大，产品极小，耗费极高，空间极净。
芯片的制造
与封装系统
成排的机器系统与装满晶圆的吊舱不断交互
蚀刻硅片材料的机器之一
巨大的光刻机将芯片设计的版图投射到晶圆上，经过曝光、显影和蚀刻等过程，最后制备出符合要求的芯片。加工晶圆需要数千个步骤，最多两个月。
晶圆厂需要系统化的复杂设施设备，因此建造一间工厂将耗资几十亿美元，能承受这一成本的公司极少。除了建筑和机械的固定资产投入，芯片制造商还必须花费巨资，不断地开发越来越复杂的加工步骤，跟上订单的要求。
市场研究公司 TechInsights 估计，英特尔在亚利桑那州计划的两个100亿美元工厂的产能约为每月40000块晶圆。
芯片采用新技术堆叠后封装
单个芯片在包装前存储在磁带和卷盘
芯片将连接到封装基板上
在封装过程中，小“芯片”将直接键合到晶圆上
加工完成后，晶圆被切成单独的芯片，经过封装和测试后将其连接到电路板或系统部件上。
设计工程师和制造厂商让晶体管变得更小，这也带来更难克服的技术问题。现在，多家公司正在让多个芯片堆叠起来或并排放置在一个封装中，将它们连接起来成为一块硅片。
如今，将几块芯片封装在一起已成为常规。英特尔开发了一款先进产品——使用新技术将 47 块芯片捆绑在一起，除了英特尔自产芯片，也包括台积电（TSMC）和其他公司生产的芯片。
极度洁净
极度费水
英特尔员工正在一间无尘室内等待移动工具部件
工人们在无尘室内安装自动物料处理系统
大型管道将气体从英特尔希尔斯伯勒园区的处理机器中排出
英特尔芯片通常售价在数百至数千美元。例如在3月份，英特尔发布了其最快的台式电脑微处理器，起价为739美元。
如此昂贵的产品，在制作中对环境的洁净度要求极高，因此晶圆厂必须比医院手术室更清洁，需要复杂的系统来过滤空气，调节温度和湿度。
除了洁净度，震动也会影响敏感的生产系统。为了避免振动导致的工艺缺陷，晶圆厂完美的无尘室必须建于巨大的混凝土板，再安装在特殊的减震器上。
厂区里，移动大量液体和气体的能力同样重要。英特尔最高层的工厂大约有 70 英尺（ 21 米）高，有巨大的风扇帮助空气循环到正下方的无尘室。
无尘室下方是数千台的泵、变压器、电源柜、公用事业管道和与生产设备连接的冷水机。
芯片制造每天需要数百万加仑的水。这里是厂区的水处理厂
英特尔希望与环保组织等机构合作，到2030年增加亚利桑那州的水供应
英特尔希尔斯博罗工厂的一座塔可以去除水中的气体
晶圆厂是水密集型企业，因为在生产过程的许多阶段都需要水来清洁晶圆。
英特尔在钱德勒的两个站点每天从当地取水约 1100 万加仑。未来的扩张还需要更多水资源，这对于亚利桑那州这样饱受干旱困扰的州来说是一个挑战。该州已经削减了对农民的水资源分配，农业消耗的水比芯片厂多得多。
英特尔表示，工厂依靠三条河流和一套水井系统的供水，通过过滤系统、沉淀池和其他设备回收了约82%的淡水。这些水被送回该市，该市运营着英特尔资助的处理设施，并将其重新分配用于灌溉和其他非流动用途。
英特尔希望到2030年，通过与环保组织等组织合作，能够为当地社区节约和恢复用水，帮助亚利桑那州和其他州增加供水。
巨大的工地
建造工人正在搬运建筑材料
英特尔未来在钱德勒的一家工厂正在建设中
挖掘钱德勒两个新工厂的地基预计将清除89万立方码的泥
厂区挖掘出来的泥土将以每分钟一辆自卸卡车的速度运走
起重机正在钱德勒工地搬运建筑材料，大型机械将为新工厂提升55吨的制冷机
为了建造未来的工厂，英特尔将需要大约5000名熟练的建筑工人，为期三年，工地预计将浇筑超过 44.5 万立方码的混凝土，使用 10 万吨钢筋打地基，这比建造世界最高建筑迪拜哈利法塔的数量还要多。
为实现英特尔的“复兴”大计，基辛格正在实施英特尔的全球工厂计划，扩大产能，解决芯片短缺的问题。
不过哪怕是英特尔这样的巨头，能做的也只是芯片生产链条上有限的部分。在半导体领域，没有哪个国家或企业能独善其身，脱离产业链。
芯片行业将继续依赖于一个复杂的全球企业网络来获取原材料、生产设备、设计软件、人才和专业制造。
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