特斯拉、SpaceX首席执行官埃隆·马斯克。图片已通过AI处理
文丨 苏扬
编辑丨徐青阳
又一次，马斯克在众人面前描绘了他”为美国生产芯片”的宏大愿景。
十月十一日，在得州奥斯汀的特斯拉超级工厂里，X Takeover活动吸引了两千多位车主与投资者到场。马斯克向他们坦诚地承认自己对芯片生产技术了解有限，但他紧接着补充道，他们会最终搞懂这个问题。
从电动汽车到太空火箭，马斯克向来奉行的做法是：先树立清晰的目标，再召集团队去逐一克服困难。如今，他想把这套行之有效的方式应用到芯片制造产业。
早在三月二十一日，马斯克就向外宣布了名为Terafab的”超级芯片工厂”计划。该项目初期需投入超过一百五十亿美元，联合SpaceX及特斯拉等参与机构，致力于将芯片的设计、生产、存储及封装各个环节完全融合。马斯克的设想是，通过自主设计和改进生产设备、加快产品迭代速度，让芯片从初步设计到正式生产的周期尽可能缩短。
他心中的目标是，每个年度完成十个版本的芯片设计。与此对比，专业金融研究机构P Equity Research指出，当前业界的迭代周期是两年推出一个新版本。
01 不晓得怎样造芯，不过总能想到办法
在X Takeover这场活动中，马斯克表示，制造芯片属于地球上最具挑战性的工作之一，但他坚信特斯拉和SpaceX终能寻到解决之道，并有能力做得比其他任何组织都更出色。
对于到底需要多长时间，他并未给出具体的期限，仅说可能耗费数年的工夫。
Terafab概念图
Terafab的建设地选在了得州的格莱姆斯地带，将由特斯拉、SpaceX与英特尔携手推动。这项投资规模达一百五十多亿美元，有望为当地增加三千个工作机会，已获得得州经济发展基金给予的三千万美元资助。SpaceX在周边掌控的地块面积超过五千二百六十公顷，远远超过工厂厂房本身所占的地面面积。
然而，马斯克并无意从完全陌生的地方开始钻研每一个生产步骤。他通过X平台发布招聘启事，寻求芯片设计及制造工程类的技术人员，希望能更加迅速地优化设计过程，并依据需求研制适用的制造工具。
在二〇二六年四月，英特尔与Terafab达成协议，成为了这一项目的技术支持方。但随后网络上曾传出一些变数的信号。十月七日，英特尔的最高领导者陈立武声明，公司将继续支持这个项目的推进。
近日，马斯克也对外透露，他正与台湾半导体企业进行Terafab项目的合作讨论，这引发了许多人对台积电是否会直接参与生产运营、英特尔角色是否会被弱化的议论。为了消除疑虑，马斯克在X上明确声明，Terafab的建设和经营权将由特斯拉与SpaceX自行承担。台积电假如有意参与，仅可以在园区内租赁部分区域，但运营管理的职责并不在它身上。
在马斯克眼里，现在的芯片代工厂采购的装备大多来源于同样的几个供货商，无论身为英特尔、三星还是台积电，它们应用的机器设备都相差不大。这与特斯拉采取的生产模式有本质不同。特斯拉会依照自己的实际生产需要去研发和优化生产机器，以前还获购了德国Grohmann Engineering等商业单位，进一步强化了自身的自动化和设备研制竞争力。
马斯克想要把这样的工作思路带到芯片生产领域：首先用成熟的设备来贯通整个生产步骤，接着遵循实践中遇到的难点，有针对性地研制和改进设备，进而提升晶圆的单位产能和整体生产效率。
可是，自主改造设备能否转变为实际的生产能力，这个问题的答案并不仅取决于设备自身。
先进工艺技术包括非常多的加工步骤，比如蚀刻、沉积等，共有数百个，每一步的工作条件都有可能对后面的加工产生影响。纵然专门改造了某一类设备，仍需反复地调节加工条件，并查证它在全部生产体系中的匹配度。最为困难的地方是如何将这些生产步骤结合成稳定的生产方式，在大规模量产过程中保证加工品的合格率。
这种差异点在某种程度上也表现了芯片制造工业与汽车制造工业的一项本质不同。
半导体晶片的制造工具可以买到，生产车间可以建起来，可加工的细致参数怎样组织、出现的问题怎样找根源、通过率怎样逐步增进，这一切都需要时间去积淀和验证。马斯克擅长的持续改进手段能否在半导体工业中产生预期的作用，最后还是要看这类措施能否演化成安定的批量生产能力。
对此观点，模型和人工智能领域的研究者@DavidWu70提出了不同看法。他指出，设计芯片和生产芯片是两件完全不同的事，AI对设计工序可能有帮助，可不一定能在制造工序中维持相同的进展速度。马斯克的主张看起来胆识过人，不过实际推行中仍旧隐藏着许多工程学的挑战。
不过，仍旧有一些使用者为马斯克决定造芯的举措表示支持。他们说，”不管怎样马斯克是用自有资金去做试验，这行业其实也欠缺一个入局者来带来新的冲击，万一他成功了呢？”
02 每年十个新版本
和改进生产设备的目标对比，马斯克所描绘的更新速度更加激进。
他的愿景是把逻辑芯片、储存装置、封装技术和光刻掩板等各个环节统一放在同一个生产地点，让芯片从构思、出产、检验到调节的全过程尽量完成在内部，目的是达成每年十个新版本芯片的目标。
在当今，一种芯片从头脑中的概念演化成能够买卖的商品往往需用许多年的周期，即便设计阶段已结束，还要经由代工、验证及生产优化等环节。如果实际的性能表现与希望不相符，需经修改后的方案再次流片，随后要再度验证。
马斯克所要压缩的，正是这一整个过程。
这个想法和SpaceX的星舰项目的思路相似：透过持续的试验、数据搜集和方案改进，帮助小组更加迅速地找出问题所在，把取得的发现运用于接下来的周期。
认同这一想法的人看到的恰好是这个点。X平台的使用者Matt Salter（马特·索尔特）认为，假设芯片的设计周期从两年一轮变为每年十轮，对工程师团队具有较大的吸引力，因为他们可以有更多的时刻尝试新主意。
在半导体和AI业观察中的@StragglerLiu则指出，加速迭代所产生的重大意义在于缩减设计、代工及验证这三个环节中间的闲置时段，保证每个周期的发现结果都能迅速输入到随后的一版商品。
但速率不一定代表好处。马斯克打造”光速芯片”的一个重要问题来自于成本层面。
举个例子，在三纳米的制造工艺下，一张光刻掩板的价格或许在五百万到二千万美金之间。如果每一年需完成十个版的设计，每个设计可能又需许多批的优化，掩板和流片的支出就会迅速堆叠。这还不计入生产工艺的调节与出品率升级所花的成本和精力。
“十个版一年，掩板费用谁能承受？”评论中有人提出了这样的问题。
X用户@WaferBull同意升速迭代的想法是对的走向，但他也指出，芯片的生产和写代码是不一样的，十个掩模加上多重修复，付出会飞速增加。又有用户@404latitude指出，假如把产业链的各个部分都设在同一个房子，这不一定可以保证它们之间运作流畅。一年十个设计的构想虽说大胆，从脑海之想到工程落成还有很长的征程。
不仅是想要加速设计的改进速度，马斯克似乎还有意图重塑芯片出产的光刻技术。
八月六日，SpaceX展示了Terafab芯片工厂的夜景效果图短片，视频中一个大型的环形结构格外引人瞩目。许多人推论，马斯克兴许在思考采用自由电子激光（FEL）装置用作极紫外光源来替代现存的解决方案。第二天，马斯克的回复「FEL FTW」表明他对这个方向的支持。
SpaceX官方展示的Terafab设计效果图
自由电子激光是借由粒子加速设备产生高能电子束，再凭借外加磁场使电子做功且投放特殊波形的电磁波，理论上也可生成EUV光刻所需的光源。相相比于目前的做法，这个方案也许可以集中生产光源，然后供给给多个光刻工具使用。不过这一技术目前还未在尖端半导体工业中取得大规模商业化的利用。
SpaceX至今未公示Terafab最后将采纳的光刻技术方案，那个环形框架的实际作用也仍未取得官方的明确答复。
整体而言，尽管设计的速度有多快，假若生产、测定和验证的进展速率跟不上，完整的研发周期还是困难以减少。
03 革新晶体管
半导体工业并非是单个公司轻而易举就能进入的竞技场。
台积电、三星、英特尔、SK海力士、美光及ASML等行业巨头，分别占据着加工、存储及机械等核心领域的优势。这许多年来堆积的技术诀窍、商业链配合及人才储蓄，很难只靠一笔资产的注入在短期内快速达成。
因此，Terafab比较合理的进场方向，应该是优先支撑特斯拉和SpaceX内部的芯片供应需求。这两家机构有着明晰的使用范畴，能够对准汽车、机械人和其它运算方案的具体需要去打造芯片，不一定要一最初就和现有的商业者在全面的疆域抢夺商场。
换一种说法，最初时期他所能产出的货量也许不适合向外界提供，也不确定有与现成厂家抗争的晶圆代工能力。
可是，即便仅仅满足内部所需，这一规划仍然需解决成本、生产制度和通过率这类课题。不一定每一回的设计改动都会提高效率，如果随着每一个周期的推进都耗费庞大的生产和质检支出，最后获得的功能增幅有所不足，那么快速改版反而会变成包袱。
除开芯片生产工艺，马斯克还论述了晶体管的另外一些技术方向。
“只管相不相信，造晶体管的方式远不止一种，有一些做法所凭靠的物理学规律在当前时刻根本派不上用处。”马斯克觉得，芯片企业对风险的躲避程度过于保守，Terafab便可以考察一些危险系数更高、潜在利益也更可观的技术线路。
这表示，他想完成的目的不只是提升现存芯片的构思和生产效率，也包括去测试不相同的晶体管技术方向。不过，时下这类的计划还都是构想，短缺清晰的技术途径和施工日期表，究竟否能真实执行仍需进一步的等候和验证。
从轿车到运载火箭，马斯克一向强调通过持续改进来优化硬件机能。时至今日，他想要用一样的策略来对待芯片的创意和生产。可是，芯片产业界有自身的技术壁垒和开支管束，每个年份十个版的设计能否确实换化为效率升级，还得由Terafab的具体产品来证实。
