IBM公司建在纽约北部地区的300毫米芯片制造厂在日夜不停地生产高性能芯片。我们受邀进入工厂采访，探究芯片制造业的未来。
IBM庞大的东菲什基尔(East Fishkill)生产园区坐落于哈得逊谷腹地，在纽约市北面70英里处的地方。
生产园区于1963年开张，已慢慢扩大到了覆盖46幢大楼，占地逾885英亩，现在另外九家公司与IBM为伴。在这里工作的IBM员工多达6000人，其中1000人在园区的300毫米芯片制造厂，该厂于2002年开张。
该制造厂运营主管John Arthur说，生产园区旨在“让服务器团队(z服务器和p服务器)可以及早享用芯片技术，并且协同工作，对这项技术进行定制。”制造厂还为思科、微软、意法爱立信、高通和三星等知名公司生产芯片，兼营为游戏机生产硅片的业务：比如说，任天堂Wii U游戏机系统的芯片就在此制造。
想进入制造厂车间，员工必须通过一间洁净室，他们得套上发网，戴上乳胶手套，穿上紧身衣裤，只有眼睛露在外面。造价高达60亿美元的这座工厂里面不得拍照，所以本文的所有图片均由IBM提供。
上图那些硕大的蓝色机器是储料器，用来储存圆晶，直至圆晶准备传送到下一个生产线环节、等待加工。
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上图，IBM的员工Mary Westermann在检查制造厂生产的其中一块300毫米硅圆晶。
东菲什基尔制造厂负责生产IBM公司的32纳米Power7芯片。据Arthur声称，生产工艺异常复杂，需要1200个不同的步骤才能完成，成品率大约在50%至60%左右。他解释道：“芯片的尺寸和复杂性一般决定了成品率。功能较少、尺寸较小的芯片其成品率较高，而功能较多、工艺较复杂的芯片其成品率一般较低。我们的一些代工芯片其成品率在90%左右。”
Arthur现负责制造下一代Power芯片Power8的项目，这款芯片目前仍处于设计的早期阶段。他说：“芯片设计师们使用大型机来设计这些产品。我们在制造芯片，以便能够制造出机器，那样我们就能设计下一代芯片了。”
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防止制造厂车间遭到污染至关重要，因此要确保员工的衣裤一尘不染。处理圆晶的工作由立方形的机器人装置完成，如上图所述。机器人装置在连接到天花板的导轨上来回移动。它们把一堆堆圆晶(每堆25块)从储料器成批运送到印制电路的机器，然后将圆晶运送到制造厂的其他部门，进行质量测试。Arthur表示，由于Power7等比较老的芯片组推出至今已有两年，每批25块圆晶中只有大约3块圆晶接受测试，检验是否有瑕疵。如果是采用较新设计的芯片，接受检验的圆晶数量就会比较多。
制造厂车间大约有350名工具操作员，不过他们的工作是测试和检查工具，而不是操作工具。除此之外还有IBM合作伙伴雇用的近500名员工，比如三星、格罗方德(Global Foundries)和意法半导体(ST Micro)，这些合作伙伴雇用的员工可以进出制造厂，操纵本公司提供的工具。
该制造厂的主要任务就是，与附近约克镇的IBM研究部门一道，致力于研发高性能芯片。
Arthur表示，该制造厂的独特之处在于，生产和研发两个部门使用同一个工厂。“这种情况在业内并不多见。其优点就是，如果生产和研发部门在一起工作，就能节省资本设备，因为可以共享设备。缺点是，如果共享设备，双方可能为谁使用设备起争执。”他补充说，平衡双方的需求是他工作面临的***挑战之一。
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东菲什基尔制造厂实行三班倒，24/7不间断运行，全年只有三个班次才停工：平安夜、圣诞节当天和圣诞夜。Arthur说：“该制造厂上一次停工还是在四年前;我们之所以关厂，是为了对基础设施的一些部分进行一些重大的预防性维护。”
在今年10月肆虐的桑迪飓风期间，该制造厂并没有停电，但是遭到了电力尖峰的影响。Arthur解释道：“我们的生产设备有大概7台至20台PC来控制。所以，工具方面的薄弱一环似乎就是PC。如果你断电，或者如果电力多次降到一定数值，PC就会完全停顿。桑迪飓风期间，我们***在这里遇到了17次电力下降。我们经受住了前15次。第16次导致制造厂的工具无法使用。”他补充说，大概过了八个小时后，工具才重新可以使用。
Arthur表示，制造厂的供电线路有三套，“所以如果有一套供电线路出了故障，我们实际上还可以使用另外两套。要是多套线路出了故障，那我们就遭殃了。”
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由于制造厂车间的自动化程度如此之高，员工的沟通渐渐变成了问题。IBM解决这个问题的办法就是，在制造厂的中央放置了一块大大的白板(显示在左边蓝色储料器的墙面上)，那样员工就可以留言，向接班的同事交待相关事宜。在单单一件生产设备可能造价高达1300万美元的车间里，这显然是技术含量低得很的土办法。
东菲什基尔制造厂采用了32纳米工艺的装备，IBM正考虑采用摩尔定律这条链上的下几个步骤。Arthur说：“我们实际上在运行采用22纳米设计的生产线，这是下一代工艺。现正在开发14纳米工艺，10纳米工艺则在纽约州***奥尔巴尼开发。”
业内所有厂商都致力于转向450毫米圆晶，这有望带来生产力方面的改进。Arthur解释：“当下一批圆晶尺寸出来后，你就得制造一家新的制造厂，因为两套生产工具不兼容。”
IBM是组成联盟、开发450纳米制造厂所用工具的五家公司中的一家。Arthur说：“投资数额将如同天文数字。现在从头开始建造这样一家工厂，大约耗资60亿美元，每天可生产约1000块圆晶。这个新工厂耗资将在100亿至120亿美元之间。”Arthur预测，到2016年至2017年，***家450毫米芯片制造厂将投入运行，但他甚至不愿确认这一点。
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芯片生产商们已经在使用紫外线照相和液体浸透方法来生产芯片;据IBM公司声称，即将出现的另一大转变就是，改用远紫外线(EVU)来生产。这是一种Arthur所说的“非常精密的照相技术”，可以用来印制下一代芯片。他补充说：“这些工具的成本高得吓人，可能高达2.5亿美元。但是它可以让你印制出只有8纳米或6纳米粗的线路。难就难在这里。目前的紫外线工具何时无能为力?”
下一代芯片工艺面前的道路隐约可见——至于更远的前方，一切显得很模糊。但正如Arthur指出的那样，这一幕司空见惯：“我在这里干了32年，其中28年从事半导体方面的工作;就我们开发的每一代技术而言，我们能看到这一代工艺的道路，如果幸运的话，可能会看到更远的道路。再远的话，我们就一无所知。所以，这需要发明。”
