半導(dǎo)體成“吞金獸”用未來(lái)眼光看待產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　與化學(xué)遺產(chǎn)基金會(huì)在加州MountainView的計(jì)算機(jī)歷史博物館中共同舉行題目為“硅的持續(xù)創(chuàng)新——設(shè)備和材料產(chǎn)業(yè)的過(guò)去和未來(lái)”的會(huì)議，由Ultratech的CEOArthurW.Zafiropoulo作開(kāi)幕式的主題發(fā)言，講話的主要內(nèi)容如下；

　　回憶全球尺寸的過(guò)渡，目前有約70％的公司作8英寸，而30％作12英寸。原因是現(xiàn)在的半導(dǎo)體業(yè)是個(gè)“吞金獸”，興建芯片生產(chǎn)線的也越來(lái)越高，這樣就可能限制新加入者的參與。

　　如果看450mm硅片，全球可能僅有2至3個(gè)客戶，因?yàn)橹挥忻磕赇N售額達(dá)到2至3倍的建廠成本時(shí)，才能支持生產(chǎn)線生存下去。所以如果建設(shè)450mm芯片生產(chǎn)線需投資50億美元，那就只有銷售額達(dá)到100至150億美元的公司才有能力支撐。如果假設(shè)全球只有兩個(gè)公司能支持450mmfab，一個(gè)在日本，另一個(gè)在臺(tái)灣。如此巨大的投資必須要考慮到風(fēng)險(xiǎn)，不能都選在臺(tái)灣和日本，因?yàn)楸仨毧紤]地震及海嘯等的風(fēng)險(xiǎn)，要將產(chǎn)能分散。顯然將fab建在以色列和愛(ài)爾蘭是不合適的。

　　硅片尺寸從4英寸過(guò)渡到5英寸用了5年時(shí)間，表明4英寸硅片的生存壽命從1976年至1981年，之后5英寸硅片的經(jīng)濟(jì)效益已超過(guò)4英寸；5英寸至6英寸用了6年時(shí)間；6英寸至8英寸用了8年時(shí)間；而從8英寸過(guò)渡到12英寸用了13年時(shí)間，估計(jì)在2020年時(shí)450mm有可能進(jìn)入試生產(chǎn)階段，其間用了27年時(shí)間，也可能會(huì)更長(zhǎng)一些時(shí)間。以上表明硅片的尺寸由小增，.其生存的周期越來(lái)越長(zhǎng)，而且相應(yīng)的投資也越來(lái)越大。

　　芯片制造商面臨成本增加的壓力。例如柵的成本縮小比例正在下降，縮小尺寸的增益開(kāi)始下降；因此下一步半導(dǎo)體業(yè)繼續(xù)走縮小尺寸的道路已不再是方向。另一方面的理由至今還不清楚誰(shuí)能為450mm硅片買單。同時(shí)隨著器件設(shè)計(jì)的成本急速上升以及初創(chuàng)設(shè)計(jì)公司的特征尺寸縮小，使得每個(gè)接點(diǎn)只有更少的設(shè)計(jì)者參與，最終導(dǎo)致每個(gè)接點(diǎn)要投入更多的硅片才能達(dá)到財(cái)務(wù)平衡。

　　市場(chǎng)中設(shè)計(jì)品種的數(shù)量逐漸減少，表明目前代工有更多的機(jī)會(huì)可從技術(shù)上追趕IDM。TSMC宣布在未來(lái)幾年中將投入50億美元用來(lái)研發(fā)，向32，22納米，甚至15納米進(jìn)軍。但是顯然目前的趨勢(shì)是只有少數(shù)企業(yè)繼續(xù)有興趣建造芯片廠，即便有很好的想法，也無(wú)法引起大家注意，原因出在總的市場(chǎng)需求量都不大，而目前的芯片廠卻越來(lái)越大，需要足夠多的片量才能達(dá)到財(cái)務(wù)平衡。所以TSMC、UMC、SMIC或者特許等的處境都一樣。目前對(duì)于那些即便帶有很好想法的小公司就更難獲得成功，因?yàn)闆](méi)有人愿意為他們代工制造芯片。

　　對(duì)于那些大公司，如TI、AMD等都開(kāi)始執(zhí)行輕晶園廠策略，以減少投資的風(fēng)險(xiǎn)?？墒且氲酱ひ惨粯?，同樣擔(dān)心風(fēng)險(xiǎn)，如果代工投入巨資擴(kuò)充產(chǎn)能后，訂單不足怎么辦？因此，作為代工廠也希望有如Qualcomm那樣的客戶，每月有2萬(wàn)片以上的訂單。興建一個(gè)新fab至少投15億美元，每月至少要有3萬(wàn)片以上的訂單才能支持芯片廠正常的運(yùn)行。

　　目前全球代工的投資開(kāi)始下降，而不像1998年那樣，每年花80％的銷售額來(lái)購(gòu)買設(shè)備，那是無(wú)法長(zhǎng)久支持下去的。今天，全球代工只能化約20％的銷售額來(lái)繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能，只有這樣的水平才可能長(zhǎng)久穩(wěn)定的維持下去。

　　至2011年時(shí)全球?qū)⒂?0％芯片廠釆用小于130納米制程，幾乎所有的投資用在小于65納米制程中。

　　近期美國(guó)TI公司投資超過(guò)10億美元，在菲律賓興建8英寸和12英寸的封裝廠，去年TI花在后道的投資比前道還多，因?yàn)門I相信未來(lái)后道封裝的成本將可能高過(guò)前道，所以未來(lái)在后道封裝方面將呈現(xiàn)出差異化。

　　今天，還是二維晶體管，未來(lái)將是三維，由此可以加速摩爾定律的進(jìn)步，可從18個(gè)月縮減到12個(gè)月，當(dāng)然只是僅對(duì)NAND型閃存，而不可能針對(duì)邏輯電路。下一步推動(dòng)工業(yè)最快的將是NAND閃存。

　　通過(guò)300mmPrime的推進(jìn)與發(fā)展，300mm硅片的生存壽命有望延長(zhǎng)到22年。