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マイクロエレクトロニクス産業において、半導体製造工場（ファブまたはファウンドリとも呼ばれる）は、集積回路（IC）を製造する工場である。 [ 1 ]
クリーンルームは、すべての製造が行われる場所であり、フォトリソグラフィ、エッチング、洗浄、ドーピングのためのステッパーやスキャナなどの集積回路製造用の機械が設置されています。[ 2 ]
300mmウェハーの処理用装置の価格は1台あたり400万ドル以上で、一部の装置は3億4000万ドルにも達する（例：EUVスキャナ）。一般的なファブには数百台の装置がある。 半導体製造には多くの高価な装置が必要となる。新しいファブの建設費用は10億米ドル以上と見積もられており、数百億ドルに達することも珍しくない。例えば、TSMCは2nmプロセス用の新しいファブに450億ドル以上を投資した。[ 3 ]
1990年代にはファウンドリモデルが登場しました。自社設計の製品を製造するためのファブを所有する企業は、統合デバイスメーカー（IDM）として知られていました。自社設計の製造を外部委託する企業は、ファブレス半導体企業と呼ばれていました。自社設計を行わないファウンドリは、純粋な半導体ファウンドリと呼ばれていました。[ 4 ]
クリーンルームでは、微細回路はナノスケール構造を持つため、塵埃粒子よりもはるかに小さく、たとえ小さな塵埃でも回路を損傷する可能性があるため、あらゆる塵埃を除去するように環境が制御されています。また、フォトリソグラフィ装置のナノメートルスケールでの精密な位置合わせを可能にするため、クリーンルームは振動を抑制する必要があり、温度と湿度も狭い範囲に維持されなければなりません。振動制御は、クリーンルームの基礎に深い杭を打ち込んで岩盤に固定したり、建設場所を慎重に選定したり、あるいは防振装置を使用したりすることで実現できます。静電気を最小限に抑えるには、温度と湿度の制御が不可欠です。コロナ放電源も静電気を低減するために使用できます。
ファブは、多くの場合、上から下へ、次のような構造で構築されます。屋根には、外気を吸い込み、浄化し、冷却する空気処理装置が設置されている場合があります。空気を複数の床置き型ファンフィルターユニット（クリーンルームの天井の一部でもある）に分配するための空気プレナム、複数階建ての場合とそうでない場合があるクリーンルーム本体、還気プレナム、化学薬品の供給、浄化、リサイクル、廃棄システムなど、クリーンルーム内の機械のサポート機器が設置されている場合があるクリーンサブファブ、電気機器が設置されている場合がある1階。ファブには、オフィススペースが設けられていることもよくあります。[ 2 ]
一般的に、半導体製造技術の進歩には、全く新しい工場を建設する必要がある。かつては、工場に必要な設備はそれほど高価ではなく、小規模な工場が多数存在し、少量のチップを生産していた。しかし、最新鋭の設備のコストはその後高騰し、現在では新しい工場を建設するのに数十億ドルもの費用がかかるようになっている。
コスト上昇のもう一つの副作用は、古い製造工場を有効活用することが困難になったことです。多くの企業にとって、これらの古い工場は、組み込みプロセッサ、フラッシュメモリ、マイクロコントローラといった特殊な市場向けの製品を製造する上で有用です。しかし、製品ラインが限られている企業にとっては、工場を賃貸に出すか、完全に閉鎖する方が最善策となる場合が多いのです。これは、既存の工場を最新技術を必要とするデバイスを製造できるようにアップグレードするコストが、全く新しい工場を建設するコストを上回る傾向があるためです。
近年、ウェハーの大型化が進んでおり、各工程で一度に処理されるチップの数も増加している。その目的は、生産コスト（薬品、製造時間）をより多くの販売可能なチップに分散させることにある。大型ウェハーに対応できるよう既存の装置を改造することは不可能（あるいは少なくとも非現実的）である。とはいえ、小型ウェハーを使用するファウンドリが必ずしも時代遅れというわけではない。古いファウンドリは、運用コストが安く、シンプルなチップの歩留まりが高く、生産性も高い場合がある。
業界は、最先端のウェハーサイズである300 mm (12 インチ)から 2018 年までに 450 mmへ移行することを目指していた。 [ 5 ] 2014 年3 月 、インテルは 2020 年までに 450 mm の展開を予想していた。 [ 6 ]しかし 2016 年、それに対応する共同研究の取り組みは中止された。[ 7 ]
さらに、半導体チップの製造工程を最初から最後まで完全に自動化しようとする動きが活発化している。これはしばしば「無人製造工場」という概念で呼ばれる。