IoT芯片青睞12寸晶圓 中國應建立以國產(chǎn)設備為主的8英寸線(xiàn)

　　隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，200mm(8英寸)晶圓生產(chǎn)線(xiàn)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(xiàn)。這是基于國家戰略高度考慮。近期美國對華挑起貿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(shí)的應對準備。

　　物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代200mm生產(chǎn)線(xiàn)是熱點(diǎn)

　　全球200mm生產(chǎn)線(xiàn)正處于特殊的歷史時(shí)期。移動(dòng)技術(shù)催生物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、AI等技術(shù)的發(fā)展，推進(jìn)了全球物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)擴大，上百億部的智能終端將接入網(wǎng)絡(luò )，給芯片廠(chǎng)商帶來(lái)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(xiàn)進(jìn)行晶圓制造，給200mm廠(chǎng)商帶來(lái)機遇。

　　據2016年9月ICInsight對于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的預測，2015年市場(chǎng)規模154億美元，增長(cháng)29%;2016年為184億美元，增長(cháng)19%;2017年預測為211億美元，增長(cháng)15%;2019年預測為296億美元，增長(cháng)17%。那么，為什么物聯(lián)網(wǎng)芯片對于200mm生產(chǎn)線(xiàn)青睞有加呢?

　　首先，先進(jìn)工藝制程的研發(fā)投入太高，難以得到大量客戶(hù)的青睞。通常一個(gè)產(chǎn)品的設計費用(如28nm)需要投入700萬(wàn)美元，其產(chǎn)品未來(lái)的銷(xiāo)售額至少要達到10倍以上，即7000萬(wàn)美元，才能達到財務(wù)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(xiāo)售額要達到35.7億美元才能做到財務(wù)上平衡。顯然要尋找如此大規模的應用市場(chǎng)，是非常難的。這導致采用先進(jìn)工藝制程的客戶(hù)數量越來(lái)越少。

　　其次，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)呈金字塔狀的分散形態(tài)。據GSMA預期，到2020年，全球互聯(lián)設備將突破270億臺，移動(dòng)互聯(lián)設備有望達到105億臺，新的市場(chǎng)機遇將進(jìn)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(luò )能力技術(shù)的總稱(chēng))和消費類(lèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域。

　　物聯(lián)網(wǎng)盡管是siliconizationofeverything(每樣東西都能“硅化”，含有半導體)，但是與之前的那些市場(chǎng)相比較，它的需求品種多，但量都不大，幾乎少有超過(guò)10億部出貨量的情況，甚至單一細分市場(chǎng)1億部的情況都不多見(jiàn)。IBS估計在2020年時(shí)只有少數物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能售出1000萬(wàn)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(jìn)工藝制程。其中主要的產(chǎn)品類(lèi)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(jìn)工藝制程的縮小，不需要低閥值及微電流。據此，在2015年最廣泛采用的設計是130nm，實(shí)際上180nm也用得相當好。未來(lái)幾年中，可能會(huì )采用到65nm、40nm及28nm工藝。

　　200mm生產(chǎn)線(xiàn)需關(guān)注維護成本

　　現階段全球200mm生產(chǎn)線(xiàn)用火熱來(lái)形容并不過(guò)分，然而也暴露出許多問(wèn)題。由于大部分的200mm生產(chǎn)線(xiàn)建于上世紀末，已經(jīng)使用了近20年，按生產(chǎn)線(xiàn)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(mǎi)不到，200mm設備由于零配件的來(lái)源少，導致維護困難。這有可能導致二手設備的價(jià)格急劇上升，將使200mm生產(chǎn)線(xiàn)失去該有的吸引力。

　　據ICInsight的數據，2016年年底全球有8英寸硅片月產(chǎn)能520萬(wàn)片及12英寸(300mm)硅片月產(chǎn)能530萬(wàn)片。另?yè)EMI的數據，2007年全球有8英寸生產(chǎn)線(xiàn)199條，2015年時(shí)只有178條，預測2020年時(shí)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(huì )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(xiàn)

　　200mm生產(chǎn)線(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用是一次難得的機會(huì )，中國半導體業(yè)應動(dòng)用產(chǎn)業(yè)鏈的力量緊緊抓住它。中國半導體設備廠(chǎng)有足夠的能力可以做200mm設備，也已經(jīng)產(chǎn)出不少種類(lèi)的產(chǎn)品。目前最大的問(wèn)題是200mm設備缺乏在生產(chǎn)線(xiàn)中穩定運行的數據及完善的維修與服務(wù)體系。其實(shí)，這樣的過(guò)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(huì )。進(jìn)口的半導體設備，它們在產(chǎn)品出廠(chǎng)之前已經(jīng)進(jìn)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(shí)際測試的機會(huì )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(xiàn)，進(jìn)行成熟制程的產(chǎn)品量產(chǎn)，其中有一個(gè)主要目的，即全面審視國產(chǎn)設備在大生產(chǎn)中的實(shí)戰表現，積累國產(chǎn)設備的數據，并不斷加以完善。

　　國產(chǎn)設備廠(chǎng)要全力以赴，把自己的產(chǎn)品真正推向市場(chǎng)。生產(chǎn)線(xiàn)的月產(chǎn)能可從1萬(wàn)片起步，逐漸擴大至5萬(wàn)～6萬(wàn)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(xiàn)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(huì )依市場(chǎng)的需求爭取突破幾項關(guān)鍵的設備。有人說(shuō)現在已有“聯(lián)合實(shí)驗室”，為什么還要建一條芯片生產(chǎn)線(xiàn)?顯然“聯(lián)合實(shí)驗室”是一個(gè)進(jìn)步，但是與芯片生產(chǎn)線(xiàn)是無(wú)法比較的，因為國產(chǎn)半導體設備必須要通過(guò)量產(chǎn)的考核，才能真正達到實(shí)用化，并把中國半導體設備水平提到一個(gè)新的高度。

　　如果這條200mm生產(chǎn)線(xiàn)建成，將象征著(zhù)中國半導體設備制造商由“配角”轉換到“主角”的時(shí)機到來(lái)，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(gè)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(fēng)行、一干到底的作風(fēng)，把發(fā)現的問(wèn)題能迅速地與芯片制造專(zhuān)家們合作共同解決，讓這條200mm生產(chǎn)線(xiàn)能持續運行下去，提高產(chǎn)能利用率。這樣花上3年至5年時(shí)間，將這一關(guān)闖過(guò)去，中國的半導體設備制造業(yè)將有光輝燦爛的明天。