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众所周知，集成电路是一个产业链长、复杂度高的行业，分为设计、制造、封测等主要环节。与手机之类的终端消费品不同，芯片的制造环节并不是代工那么简单，不是设计环节的附庸，本身就具有非常高的技术含量，要用到的设备也是整个芯片行业成本最高的领域。
那么，一个现代化的Fab厂里都有哪些东西？今天就来简单介绍一下。后续，我们还将进一步介绍每个板块的工艺～
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Dressing room更衣室
进入fab首先要在更衣室换上“兔装”，也就是无尘服，然后才能进入生产区域。晶圆厂对空气洁净程度要求比较高，更衣室和一般外科手术室差不多，洁净程度是万级，就是说每立方英尺内尺寸不小于0.5um的灰尘颗粒不能超过10000颗。生产区域一般是千级，晶圆直接暴露的微环境甚至要达到一级。
Fab里一般都有空气循环系统，脚下是镂空的高架地板，气流从上到下把灰尘带入地下，处理后再循环至头顶。
2
AMHS天车系统
天车的官方名称叫做自动化物料系统（Automated Material Handing System），现在基本是现代晶圆厂的标配，这个部门在厂内的地位也越来越重要。天车系统位于fab的天花板上，能识别lot的身份，读取该lot的下个工作站点，把完成一道工序的lot送到下个机台上，并且输入工作指令，整个过程可以实现全自动化。
现在先进fab厂的自动化程度都非常高，可以达到95%以上，自动化程度对于产能和效益的提升非常重要。
3
Litho area光刻区
Fab厂的第一道工序一般是买入抛光过的晶片，在旋转的晶圆表面均匀注入光刻胶，通过曝光和显影，把光罩上的设计版图转移到晶圆表面。光刻区可以说是fab里最重要的区域。
光刻胶对其他光的波长比较敏感，为了避免光刻胶变形，所以光刻区用的是黄色灯光，是fab里最显眼的地方。光刻区的洁净程度比其他区域也更高一些，一般是百级，相当于做器官移植之类的最洁净的手术室。
最重要的是，光刻机是人类最精密的大型制造设备（所以也最贵，现在最先进的光刻机价格已经达到二十多亿元人民币，离谱），因为芯片工艺的关键尺寸是纳米级，在曝光时光罩和晶圆对准的精度可以说是要做到毫厘不差。
4
Implant area离子注入区
离子注入工艺是在真空环境中，将原子或分子经过离子化后形成等离子体，通过电场对离子加速，利用磁场改变其运动方向，控制离子以一定能量进入晶圆内部，也就是“掺杂”，用来调整导电性能。
5
Etch area刻蚀区
光刻完成后，要把曝光的部分“挖”掉不用，就是刻蚀。刻蚀工艺主要分为湿法和干法，机台同样也所有不同，湿法就是通过调配出来的酸槽（比如硫酸，氢氟酸）对晶圆表面进行处理，清除残留的光刻胶并达到刻蚀效果。干法刻蚀是用等离子体对晶圆表面进行轰击，刻出来的槽比湿法更整齐。
6
Diffusion area扩散区
扩散区也叫炉管区，因为机台就像炉子，通过精准控温让硅烷之类的气体在晶圆表面产生特定反应，长出薄膜。
7
Thin film area薄膜区
和炉管一样，薄膜机台也是通过气体反应，在晶圆表面形成沉积层，主要分为化学和物理气相沉积两种工艺。但是炉管区一次处理的晶圆比较多，过程比较慢，长出的膜更薄，薄膜区域则相反。
当然，fab里还有其他一些工艺如研磨、溅镀等，以及各个配合部门和区域，集成电路制造工艺复杂的可以多达数千上万步，厂房的结构、机台的分布都是重要的学问。国内某知名芯片厂就曾宣称其单体厂房洁净面积大，但后来也发现这种设计并没有实际意义，反而带来了诸多问题。国内半导体行业就是在这样一边吸收经验、一边“摸着石头过河”的过程中，磕磕绊绊走到了今天。
所以说，Fab是“工厂”，但同时也是技术密集、人才密集的企业，尤其是先进制程的fab。说它是工厂，是因为真的很辛苦，不管什么学历，进了fab都要在紧张又枯燥的工作中历练很久，才能成为独当一面的技术人才。进fab一呆大半天，不能玩手机摸鱼；因为穿脱无尘服很不方便，很多工程师为了避免上厕所就大半天都不喝水；24h on call，产线出问题半夜爬起来都是家常便饭。
所以前些年，很多高校生因为要进Fab和倒班，放弃芯片制造厂而选择互联网。但是随着近几年风口的转变和国家的大力投入，高薪之下，越来越多的高校生选择半导体，领先的fab厂，工程师大都来自985、211，硕博比例也很高。所以很多人笑称，找对象就要找半导体行业的，挣得多、花得少，还死得早。这当然是句玩笑话，但却也非常生动地反映现在半导体的热门程度和辛苦程度了。
END
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