2026 年 1月 7日,馬斯克在《Moonshots》訪談中提出,特斯拉將建名為 TeraFab的 2nm晶圓廠,核心是 “晶圓隔離”技術,主張晶圓全程密封,無需傳統 ISO 1-2級潔凈室,以此降低成本、縮短建廠周期,目標 2027年量產 2nm AI芯片。
我們要知道2nm芯片的制造對工廠的要求極為嚴苛,它需要極致的環境控制。2nm工藝下,晶體管結構極其微小,任何微小的顆粒、震動或化學污染,都可能讓芯片前功盡棄。空氣潔凈度需達到ISO 1 - 3級,核心區域(無塵車間)通常要達到ISO 1級或2級標準,即每立方米空氣中,粒徑≥0.1微米的微粒數量不得超過10個(ISO 1級)。
要知道,普通醫院手術室的潔凈度與之相比,簡直是小巫見大巫,相差成千上萬倍。也正因如此,馬斯克說要在工廠里”吃芝士漢堡和抽雪茄“才顯得如此顛覆,畢竟人類呼吸、煙霧和食物碎屑會產生數百萬個微粒,這在傳統2nm工廠是絕對禁止的。
除了空氣潔凈,納米級的防震動(Vibration Control)也至關重要。為此,廠房地基需采用浮置地基或空氣彈簧隔振系統,甚至在潔凈室內禁止快速走動或搬運重物,以防人員活動產生的微震動影響設備對準精度。
化學與分子污染控制同樣不容忽視。空氣中微量的酸性氣體、堿性氣體或有機揮發物(VOCs),會腐蝕晶圓或影響光刻膠反應。工廠必須配備先進的化學過濾器,將這些污染物濃度控制在ppb級(十億分之一)。潔凈室就像是芯片制造的產房,通過特殊過濾系統嚴格控制空氣中的灰塵、微生物和懸浮顆粒,因為芯片線路極微小,一粒灰塵落下都可能像隕石撞地球一樣導致芯片報廢。
在芯片制造過程中產生的顆粒物、微塵埃等,我們一般稱之為particle.
在芯片制造過程的particle無法禁止,我們只能避免,或者使用有效的清潔除塵方式。
在傳統的除塵清潔方式中,我們常見是濕法水洗工藝。但隨著我國產能升級,為了提升產品的良率,干法除塵走進人們的視野。
干法除塵目前有效的是使用過濾的氣體,通過氣體壓力的方式,可以實現芯片、封裝等除塵清潔方式。通過氣體壓力吹和吸不同的力對芯片、封裝的清潔除塵工藝。不僅僅是適用于平面產品。也就是說不規則形狀的產品,有段差的產品,甚至有黏性的產品都可以進行清潔除塵。
這種干法除塵清潔工藝,用戶可以在新設工藝產線中加入芯片除塵清潔設備,或在原有工藝設備中的必要節點加裝芯片封裝清潔除塵模組單元,均可達到升級改善原有潔凈度、提升良率、減少人工、增進效率的良好效果。
審核編輯 黃宇
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