Съвременното производство на чипове би било невъзможно без екстремни вакуумни среди, но широката общественост рядко обмисля вакуумната инфраструктура, необходима за производството на процесорите, захранващи революцията на ИИ. От отлагане на тънък слой до ецване, литография и йонна имплантация, всяка критична стъпка в производството на полупроводници зависи от прецизно контролирани камери с ниско налягане, които елиминират замърсителите и позволяват прецизност в атомен мащаб.
Изискванията за вакуум започват с контрол на замърсяването. Една-единствена прашинка от обикновен прах, с диаметър няколко хиляди нанометра, би унищожила верига на чип, където ширината на проводниците се измерва в десетки нанометри. Вакуумните камери физически изолират пластината от външната атмосфера, елиминирайки проблема с частиците при техния източник. Но вакуумът служи много повече от чистота. По време на отлагане на тънък слой и ецване, следи от кислород или водна пара въвеждат странични реакции, които окисляват повърхности, корозират вериги и въвеждат примеси. Само чрез премахване на всички реактивни молекули и след това въвеждане на прецизно контролирани технологични газове с висока чистота, производителите могат да гарантират, че химичните реакции протичат точно както са проектирани.
Процесите, базирани на лъч, правят вакуума още по-критичен. По време на литография и йонна имплантация, лъчите трябва да пътуват от източниците до пластината, без да се сблъскат с молекулите на въздуха. Всеки сблъсък абсорбира енергия, разпръсква лъча и изкривява модела на веригата в нанометров мащаб. Вакуумът елиминира тези сблъсъци, като гарантира, че лъчите удрят цели с точност под нанометър. Плазмените процеси не могат да се генерират стабилно при атмосферно налягане. Само при среден вакуум електрическите полета могат надеждно да ускорят електроните и да поддържат стабилна плазма за ецване и отлагане.
Вакуумният спектър, използван при производството на чипове, варира от нисък вакуум, използван за грубо боравене, до ултрависок вакуум, доближаващ се до нивата на налягане в космоса. EUV (екстремни ултравиолетови) литографски системи, най-модерните инструменти за производство на чипове, работят в условия на вакуум, толкова екстремни, че светлината с дължина на вълната 13,5 nm би била напълно абсорбирана от въздуха при атмосферно налягане. Целият оптичен път от плазмения източник на светлина през множество огледала до подложката трябва да се поддържа в ултрависок вакуум, изисквайки системи с вакуумни помпи, които могат да създават и поддържат условия, при които малкото останали газови молекули имат среден свободен път, измерен в километри, а не в милиметри.
Вакуумната технология се превърна в стратегическо тясно място в производството на полупроводници, тъй като Китай работи за изграждане на вътрешни възможности за производство на чипове. Усъвършенстваните вакуумни помпени системи, материалите на камерите и алгоритмите за управление на процесите са основни базови технологии, които исторически са били доминирани от японски и европейски доставчици. Стремежът към самодостатъчност на полупроводниците доведе до значителни китайски инвестиции в разработването на вътрешно вакуумно оборудване, като се признава, че способността да се създават и поддържат екстремни вакуумни среди е толкова фундаментална за производството на чипове, колкото литографските машини или инструментите за отлагане. Всяка усъвършенствана фабрика за чипове е в основата си колекция от прецизно свързани вакуумни камери, където създадената от човека празнота създава платното за най-сложния производствен процес, създаван някога.