芯耀
8
隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，200mm(8 英寸)晶圓生產(chǎn)線受到歡迎，產(chǎn)能利用率大幅提高。因此，建議我國應盡快建立一條以國產(chǎn)半導體設備為主的 200mm 生產(chǎn)線。這是基于國家戰(zhàn)略高度考慮。近期美國對華挑起貿(mào)易摩擦的可能性上升，所以我們應當做好最不利的情況發(fā)生時的應對準備。
物聯(lián)網(wǎng)時代 200mm 生產(chǎn)線是熱點
全球 200mm 生產(chǎn)線正處于特殊的歷史時期。移動技術催生物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、AI 等技術的發(fā)展，推進了全球物聯(lián)網(wǎng)市場擴大，上百億部的智能終端將接入網(wǎng)絡，給芯片廠商帶來前所未有的機遇，特別是物聯(lián)網(wǎng)芯片大量采用 200mm 生產(chǎn)線進行晶圓制造，給 200mm 廠商帶來機遇。
據(jù) 2016 年 9 月 ICInsight 對于物聯(lián)網(wǎng)市場的預測，2015 年市場規(guī)模 154 億美元，增長 29%;2016 年為 184 億美元，增長 19%;2017 年預測為 211 億美元，增長 15%;2019 年預測為 296 億美元，增長 17%。那么，為什么物聯(lián)網(wǎng)芯片對于 200mm 生產(chǎn)線青睞有加呢？
首先，先進工藝制程的研發(fā)投入太高，難以得到大量客戶的青睞。通常一個產(chǎn)品的設計費用(如 28nm)需要投入 700 萬美元，其產(chǎn)品未來的銷售額至少要達到 10 倍以上，即 7000 萬美元，才能達到財務平衡。
如果產(chǎn)品的設計費用要 3.57 億美元(如 10nm)，那么產(chǎn)品的銷售額要達到 35.7 億美元才能做到財務上平衡。顯然要尋找如此大規(guī)模的應用市場，是非常難的。這導致采用先進工藝制程的客戶數(shù)量越來越少。
其次，未來物聯(lián)網(wǎng)市場呈金字塔狀的分散形態(tài)。據(jù) GSMA 預期，到 2020 年，全球互聯(lián)設備將突破 270 億臺，移動互聯(lián)設備有望達到 105 億臺，新的市場機遇將進一步增多，主要集中在 M2M(機器對機器，即所有增強機器設備通信和網(wǎng)絡能力技術的總稱)和消費類電子產(chǎn)品領域。
物聯(lián)網(wǎng)盡管是 siliconization of everything(每樣東西都能“硅化”，含有半導體)，但是與之前的那些市場相比較，它的需求品種多，但量都不大，幾乎少有超過 10 億部出貨量的情況，甚至單一細分市場 1 億部的情況都不多見。IBS 估計在 2020 年時只有少數(shù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能售出 1000 萬部以上。
最后，物聯(lián)網(wǎng)器件主要采用模擬及混合信號，并不需要最先進工藝制程。其中主要的產(chǎn)品類型包括傳感器、電源、人機接口或者 RF，它們的功能不需要如先進工藝制程的縮小，不需要低閥值及微電流。據(jù)此，在 2015 年最廣泛采用的設計是 130nm，實際上 180nm 也用得相當好。未來幾年中，可能會采用到 65nm、40nm 及 28nm 工藝。
200mm 生產(chǎn)線需關注維護成本
現(xiàn)階段全球 200mm 生產(chǎn)線用火熱來形容并不過分，然而也暴露出許多問題。由于大部分的 200mm 生產(chǎn)線建于上世紀末，已經(jīng)使用了近 20 年，按生產(chǎn)線的平均壽命約 15 年計，許多已到報廢的階段，許多二手設備買不到，200mm 設備由于零配件的來源少，導致維護困難。這有可能導致二手設備的價格急劇上升，將使 200mm 生產(chǎn)線失去該有的吸引力。
據(jù) ICInsight 的數(shù)據(jù)，2016 年年底全球有 8 英寸硅片月產(chǎn)能 520 萬片及 12 英寸(300mm)硅片月產(chǎn)能 530 萬片。另據(jù) SEMI 的數(shù)據(jù)，2007 年全球有 8 英寸生產(chǎn)線 199 條，2015 年時只有 178 條，預測 2020 年時將增加到 191 條，相當于 2008 年水平。SEMI 認為在 2017 年至 2021 年期間，中國的 200mm 產(chǎn)能會增加 34%。
2015 年全球 200mm 的產(chǎn)能按應用分別是模擬占 11%、分立器件占 14%、代工占 47%、邏輯+MPU 占 21%、存儲器占 3%及 MEMS 與其他占 4%。
建一條以國產(chǎn)設備為主的 200mm 生產(chǎn)線
200mm 生產(chǎn)線在物聯(lián)網(wǎng)中的應用是一次難得的機會，中國半導體業(yè)應動用產(chǎn)業(yè)鏈的力量緊緊抓住它。中國半導體設備廠有足夠的能力可以做 200mm 設備，也已經(jīng)產(chǎn)出不少種類的產(chǎn)品。目前最大的問題是 200mm 設備缺乏在生產(chǎn)線中穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù)及完善的維修與服務體系。其實，這樣的過程對于半導體設備企業(yè)是不可缺少的。
中科院院士劉明呼吁要給予國產(chǎn)半導體設備試錯的機會。進口的半導體設備，它們在產(chǎn)品出廠之前已經(jīng)進行反復多次的修改，所以產(chǎn)品的可用性更好，而國產(chǎn)設備連實際測試的機會都很少，怎么能馬上變成令人可信的優(yōu)秀產(chǎn)品。
因此建議以國家資金為主，建設一條集中最優(yōu)秀的國產(chǎn)設備的 200mm 生產(chǎn)線，進行成熟制程的產(chǎn)品量產(chǎn)，其中有一個主要目的，即全面審視國產(chǎn)設備在大生產(chǎn)中的實戰(zhàn)表現(xiàn)，積累國產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)，并不斷加以完善。
國產(chǎn)設備廠要全力以赴，把自己的產(chǎn)品真正推向市場。生產(chǎn)線的月產(chǎn)能可從 1 萬片起步，逐漸擴大至 5 萬～6 萬片，并建議最好選擇一家對于國產(chǎn)設備抱有充分信心的 200mm 芯片制造商，從產(chǎn)業(yè)角度要有相應的激勵措施。
由于國產(chǎn)半導體設備的品種不全，要聯(lián)成芯片生產(chǎn)線幾乎是不可能的，因此采用“混合模式”在所難免，但是要乘此機會依市場的需求爭取突破幾項關鍵的設備。有人說現(xiàn)在已有“聯(lián)合實驗室”，為什么還要建一條芯片生產(chǎn)線？顯然“聯(lián)合實驗室”是一個進步，但是與芯片生產(chǎn)線是無法比較的，因為國產(chǎn)半導體設備必須要通過量產(chǎn)的考核，才能真正達到實用化，并把中國半導體設備水平提到一個新的高度。
如果這條 200mm 生產(chǎn)線建成，將象征著中國半導體設備制造商由“配角”轉(zhuǎn)換到“主角”的時機到來，是一次質(zhì)的飛躍。當然，這對于國產(chǎn)半導體設備制造商也是一個嚴峻的考驗。
所以，國產(chǎn)半導體設備制造商要有迎難而上的心態(tài)，要有雷厲風行、一干到底的作風，把發(fā)現(xiàn)的問題能迅速地與芯片制造專家們合作共同解決，讓這條 200mm 生產(chǎn)線能持續(xù)運行下去，提高產(chǎn)能利用率。這樣花上 3 年至 5 年時間，將這一關闖過去，中國的半導體設備制造業(yè)將有光輝燦爛的明天。
更多最新行業(yè)資訊，歡迎點擊與非網(wǎng)《今日大事要聞》！
