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18寸晶圆之路渐行渐远 三大半导体厂态度迥异

导读: 由于12寸晶圆持续扩大应用至非存储器领域,使得全球12寸晶圆生产线持续增加,据报道,2016年已接近100条产线,较5年前增加约20条产线,且预计未来4年将再增加近20条产线,相较之下,18寸晶圆商用化时程则会再往后延缓,业界预期2020年之前将不会有采用18寸晶圆进行大量生产的产线。

在短短几年前还在半导体产业界被热烈讨论的18寸(450mm)晶圆,似乎失去了背后的推动力,至少在目前看来如此。“18寸晶圆议题可能会继续沉寂5~10年;”市场研究机构VLSI Research的执行长暨资深半导体设备分析师G. Dan Hutcheson表示:“也许它会起死回生,端看半导体设备业者是否会达成共识。”

一个参与者包括英特尔(Intel)、台积电(TSMC)、Globalfoundries、IBM、三星(Samsung)以及美国纽约州立大学理工学院(SUNY Polytechnic Institute)的研发专案Global 450 Consortium (G450C),已经在去年底悄悄地逐渐停止运作,成员厂商的结论是目前的时机不适合迈入可选择的第二阶段计划。

“所有的伙伴们都赞同,这并不是一个适合持续专注于18寸技术的时机;”纽约州立大学理工学院的联盟与专案计划助理副总裁Paul Kelly接受EE Times采访时表示:“但是大家都说G450C专案本身仍然是成功了。”

在最近于美国举行的SEMI年度产业策略高峰会(Industry Strategy Symposium)上,几乎没人提起18寸晶圆;但不过在几年前,包括G450C成员在内的主要芯片厂商都积极推动18寸晶圆设备能最快在2018年就能于晶圆厂装机。

但Hutcheson指出,18寸晶圆面临的最大障碍就来自于芯片设备业者,他们到目前为止仍对2000年初产业界转移至12寸晶圆时经历的艰辛记忆犹新;他表示,此时若推动更大尺寸晶圆、大量减少产业界的单位需求量,会让设备业者的生意受损:“设备业者就是不想要再经历一次转换至12寸晶圆时的痛苦。”

Hutcheson表示,产业界一开始推动18寸晶圆,是因为相信当半导体业者再也无法跟上摩尔定律(Moore‘s Law),会要一种替代方案来提升销售额;但显然摩尔定律还没走到尽头:“目前的状况是制程微缩反而让芯片市场成长趋缓。”

过去几年,半导体产业界成长脚步停滞,不需要像以前那样大量扩充产能;没有了对更大尺寸晶圆的充分需求,兴建18寸晶圆厂意味着芯片业者得先让12寸晶圆厂除役:“18寸技术陷入僵局的原因是,那是一个仍然距离太遥远的世代。”

半导体设备大厂应材(Applied Materials)的一位发言人表示,该公司已经暂缓18寸晶圆计划,因为过去几年产业界对该技术的兴趣逐渐消退:“我们转而专注于利用新一代材料与元件架构,协助我们的客户推动创新;我们将持续观察18寸技术的进展,以及该如何给予我们的客户最好的支援。”

纽约州立大学理工学院的Kelly强调,G450C专案的宗旨就是以严谨的态度判断转移18寸晶圆是否在技术上可行;在这方面,他认为G450C彻底成功:“所有的成员都感到满意,他们能在必要的时候转移至18寸技术。”

Kelly指出,除了证明18寸晶圆技术是可行的,G450C联盟成员也达成了其他有价值的进展,包括建立了无凹槽(notchless)晶圆片标准;而该联盟成员终究还是认为,目前的时机不适合将G450C推进第二阶段:“成员们决定,将会在感觉必要的时候重新启动相关工作。”

全球12寸晶圆产线续增 18寸晶圆之路渐行渐远

由于12寸晶圆持续扩大应用至非存储器领域,使得全球12寸晶圆生产线持续增加,据报道,2016年已接近100条产线,较5年前增加约20条产线,且预计未来4年将再增加近20条产线,相较之下,18寸晶圆商用化时程则会再往后延缓,业界预期2020年之前将不会有采用18寸晶圆进行大量生产的产线。

12寸晶圆除应用在DRAM和NANDFlash等需要大量生产的存储器芯片,亦持续扩大使用在非存储器产品,包括电源管理芯片、影像感测器等,甚至用来制造逻辑芯片、微型元件IC等,且为因应市场需求,将芯片产量最大化,半导体厂在12寸晶圆产线上,纷采用尖端技术促进制程微细化,并改变材料。

根据南韩ETNEWS引用ICInsights资料指出,12寸晶圆产线从2010年约73条,在2014年增至87条,2015年共有93条产线使用12寸晶圆2016年接近100条12寸晶圆厂,尤其是中国的入局,让12寸晶圆厂大增。预期2019年将增加到110条。若以晶圆尺寸对应生产量的市占率来看,全球12寸晶圆市场比重在2014年突破6成之后,呈现逐年走扬趋势,2015年比重逾62%,估计2019年将逼近65%。

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