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在晶圆生产中,从硅晶圆中心向外扩展,坏点数呈上升趋势,这增加了制造商扩大硅晶圆尺寸的难度。目前晶圆尺寸正从8英寸向12英寸过渡,主流是12英寸,而18英寸生产线只有三星、英特尔和台积电等少数有实力的半导体巨头投资。笔者认为,12英寸晶圆将在一定时期内保持领先优势,15年内仍然为主流产品。
12英寸晶圆先进制造工艺发展到今天,生产线动辄需要投资几十亿美元。以三星西安项目为例,一期总投资70亿美元,达产后每月产能为7万片,平均每1万片产能的投资需要10亿美元。如此巨大规模的投资以及后续高昂的运营费用,让代工厂望而却步。
以12英寸28纳米技术为例,虽然国内在技术水平上与国际先进水平仍有较大差距,但政府对提高该技术抱很大决心。在《集成电路产业“十二五”发展规划》中提到“加快12英寸先进工艺生产线的规模化、集约化建设”、“推动28纳米先进工艺的研发及产业化,为22纳米研发和量产奠定基础”。本土代工业的发展方向标直指“国际竞争力”和“持续发展”。
目前,我国晶圆先进工艺生产线投资的90%用于采购设备,设备绝大多数需要进口。12英寸晶圆生产的设备主要进口自欧美和日本。而光刻和刻蚀设备合计约占总投入的一半,其中光刻作为核心工艺,占总投入的三分之一。目前先进制程的光刻机主要从荷兰的ASML和Philips、德国的XTREME、日本的Nikon等进口。美国的光刻技术在光刻机系统集成中起到了至关重要的作用,比如美国的Cymer公司就为ASML、Nikon等大厂提供光源。
只有关键设备国产化,才能降低12英寸晶圆先进制造的投资,从而掌握自主可控的核心技术。目前,国产关键设备的开发已经形成阶段性成果,开始逐步引入市场。比如,中微半导体设备公司开发的65纳米到28纳米介质刻蚀机,已经进入台积电和海力士的12英寸生产线,与美国和日本设备同台竞争;北方微电子公司的多晶硅刻蚀机在中芯国际投入生产;上海盛美公司的高端晶圆清洗机也获得了海力士的认证。赛迪顾问预计,在性能与稳定性得到保证的前提下,使用国产设备替代进口设备,能够为先进工艺线节约10%的投资。
国有资本介入的12英寸晶圆先进制造要减少投资,还应该注重增加收益、回馈社会。代工企业必须及早由“输血”向“造血”角色转变,平衡好业务规划与先进工艺研发的关系,面向市场做好工艺服务。目前,采用先进工艺的多种高端芯片覆盖了各种应用处理器、MCU、基带芯片、FPGA、存储器、传感器等。在如此众多的产品中,我国企业必须选择重点产品进行突破,开发工艺库,应对市场变化带来的各种潜在风险。
12英寸晶圆先进制造之“痛”在于投资大、风险高。在当今“产能为王”的背景下,代工厂“马太效应”急剧增强。代工厂面临着争夺客户以填补产能的巨大压力,而客户同样在争夺先进制程以求尽快将产品推向市场。内资代工厂应该注重增收节支,以最小的投资研发先进工艺,以市场机制和国际化的管理水平培育企业的持续发展能力。
12英寸晶圆先进制造工艺发展到今天,生产线动辄需要投资几十亿美元。以三星西安项目为例,一期总投资70亿美元,达产后每月产能为7万片,平均每1万片产能的投资需要10亿美元。如此巨大规模的投资以及后续高昂的运营费用,让代工厂望而却步。
以12英寸28纳米技术为例,虽然国内在技术水平上与国际先进水平仍有较大差距,但政府对提高该技术抱很大决心。在《集成电路产业“十二五”发展规划》中提到“加快12英寸先进工艺生产线的规模化、集约化建设”、“推动28纳米先进工艺的研发及产业化,为22纳米研发和量产奠定基础”。本土代工业的发展方向标直指“国际竞争力”和“持续发展”。
目前,我国晶圆先进工艺生产线投资的90%用于采购设备,设备绝大多数需要进口。12英寸晶圆生产的设备主要进口自欧美和日本。而光刻和刻蚀设备合计约占总投入的一半,其中光刻作为核心工艺,占总投入的三分之一。目前先进制程的光刻机主要从荷兰的ASML和Philips、德国的XTREME、日本的Nikon等进口。美国的光刻技术在光刻机系统集成中起到了至关重要的作用,比如美国的Cymer公司就为ASML、Nikon等大厂提供光源。
只有关键设备国产化,才能降低12英寸晶圆先进制造的投资,从而掌握自主可控的核心技术。目前,国产关键设备的开发已经形成阶段性成果,开始逐步引入市场。比如,中微半导体设备公司开发的65纳米到28纳米介质刻蚀机,已经进入台积电和海力士的12英寸生产线,与美国和日本设备同台竞争;北方微电子公司的多晶硅刻蚀机在中芯国际投入生产;上海盛美公司的高端晶圆清洗机也获得了海力士的认证。赛迪顾问预计,在性能与稳定性得到保证的前提下,使用国产设备替代进口设备,能够为先进工艺线节约10%的投资。
国有资本介入的12英寸晶圆先进制造要减少投资,还应该注重增加收益、回馈社会。代工企业必须及早由“输血”向“造血”角色转变,平衡好业务规划与先进工艺研发的关系,面向市场做好工艺服务。目前,采用先进工艺的多种高端芯片覆盖了各种应用处理器、MCU、基带芯片、FPGA、存储器、传感器等。在如此众多的产品中,我国企业必须选择重点产品进行突破,开发工艺库,应对市场变化带来的各种潜在风险。
12英寸晶圆先进制造之“痛”在于投资大、风险高。在当今“产能为王”的背景下,代工厂“马太效应”急剧增强。代工厂面临着争夺客户以填补产能的巨大压力,而客户同样在争夺先进制程以求尽快将产品推向市场。内资代工厂应该注重增收节支,以最小的投资研发先进工艺,以市场机制和国际化的管理水平培育企业的持续发展能力。