晶圓尺寸轉移有無(wú)裨益，450毫米何去何從？

　　關(guān)于可能向450毫米晶圓轉移的辯論已經(jīng)達到了白熱化，半導體設備廠(chǎng)商與一些IC制造商—特別是英特爾公司之間的分歧進(jìn)一步加劇。

　　在Sematech此間舉行的一次活動(dòng)期間，在半導體設備和材料國際的聯(lián)合生產(chǎn)率工作組召集的閉門(mén)會(huì )議中，IC設備公司表示了對芯片聯(lián)盟的有爭議的450毫米晶圓計劃的新的擔憂(yōu)。晶圓切割供應商稱(chēng)，該努力是有缺陷和被誤導的，并爭論說(shuō)，向下一代晶圓尺寸轉移所帶來(lái)的成本好處微乎其微或根本沒(méi)有。

　　Sematech聲稱(chēng)，通過(guò)向300到450毫米晶圓轉移，IC行業(yè)能夠隨著(zhù)時(shí)間的推移把每塊晶圓的成本降低30%。然而，Sematech假設的“節省成本是不確定的，” Gartner公司的分析師Bob Johnson說(shuō)。Applied Materials公司基礎工程組的首席技術(shù)官I(mǎi)ddo Hadar說(shuō)，450毫米晶圓的機會(huì )將在遙遠的未來(lái)，但是他把Sematech的大膽的轉移路徑比作一列“向著(zhù)墻壁沖去”的溜逸列車(chē)。

　　Hadar是在SEMI工作組會(huì )議之后舉行的一次采訪(fǎng)中做上述評論的。據說(shuō)，參與討論的各方包括一打左右領(lǐng)先的晶圓切割設備供應商，其中，包括Applied、Axcelis、ASML、KLA-Tencor 和Hitachi、Advanced Micro Devices、Sematech以及TSMC也都到會(huì );據說(shuō)英特爾公司沒(méi)有參加。

　　英特爾長(cháng)期以來(lái)就倡導，如果半導體行業(yè)要維持摩爾定律，大約在2012年就要需要建設450毫米晶圓廠(chǎng)。TSMC和東芝公司看來(lái)也是450毫米晶圓的支持者。

　　然而，晶圓切割設備提供商已經(jīng)表示不希望開(kāi)發(fā)能夠處理下一代晶圓的機器，引證說(shuō)研發(fā)的成本太高昂，那已經(jīng)使設備供應商及其客戶(hù)之間的關(guān)系趨于緊張。

　　遭受質(zhì)疑的數字

　　芯片制造商似乎無(wú)所畏懼;一些芯片制造商已經(jīng)向未透露名稱(chēng)的供應商訂購了450毫米原型切割工具，VLSI Research公司的首席執行官G. Dan Hutcheson說(shuō)道。但是，450毫米晶圓的技術(shù)研發(fā)成本可能導致它比英特爾公司預想的時(shí)間表推出的時(shí)間要晚?！拔翌A測450毫米晶圓會(huì )出現，但不是在2012年，” Hutcheson說(shuō)，“我的感覺(jué)是它最晚將在2025年出現?！?/P>

　　兩大倡議

　　Sematech最近披露了兩項旨在放緩向450毫米晶圓轉移的計劃—不論它何時(shí)出現，它們分別是300mmPrime和國際Seamtech制造倡議的ISMI 450mm晶圓努力。在晶圓切割設備供應商中，對300mmPrime(看來(lái)它提升了現有300毫米晶圓廠(chǎng)的效率)有著(zhù)廣泛的支持，因此，排擠了對450毫米晶圓廠(chǎng)的需求。

　　今年7月在Semicon West上發(fā)布的新的更有爭議的ISMI 450mm計劃，呼吁一些芯片制造商做出從300毫米晶圓向更大晶圓的、更為直接的轉移。該計劃一經(jīng)推出，立即遭到了晶圓切割設備供應商的抨擊，誰(shuí)投資開(kāi)發(fā)下一代晶圓設備的爭論被再次點(diǎn)燃。一些公司聲稱(chēng)，英特爾公司—其影響深入到Sematech—指望由較大的集團奪取對450毫米晶圓計劃的控制。

　　在此間舉行的ISMI討論會(huì )上，芯片聯(lián)盟控制的公司，表示它會(huì )支持300mmPrime和ISMI 450mm這兩個(gè)計劃。后來(lái)它說(shuō)，會(huì )把周期時(shí)間縮短50%，并吹噓在每塊晶圓的成本上可降低30%。

　　Sematech官方謝絕為此文接受采訪(fǎng)。然而，在透露了ISMI 450mm計劃的數字之后，SEMI的全球標準和技術(shù)副總裁John Ellis說(shuō)，Sematech的數字言之無(wú)理?！皵底质怯腥毕莸?，” Ellis，“我們對這些數字提出了質(zhì)疑?！盨ematech的經(jīng)濟模型假設450毫米切割工具將與現有的300毫米機器的吞吐量一樣，據SEMI透露。該模型適合大多數晶圓廠(chǎng)的設備，包括蝕刻、離子注入、檢查和光刻。

　　假設每片晶圓有400顆裸片，根據該模型，每小時(shí)吞吐量為150塊晶圓的300毫米切割工具能夠在60分鐘內處理6萬(wàn)顆裸片。更大的450毫米晶圓可產(chǎn)出920塊裸片。因此，Sematech推理說(shuō)，對于下一代晶圓尺寸，具有相同晶圓吞吐量的450毫米切割設備每小時(shí)能夠處理13.8萬(wàn)裸片。那正是該模型有漏洞的地方。假設更大的晶圓面積要求以更精細的幾何尺寸加工，那么， 450毫米切割工具只能期望每小時(shí)處理的裸片僅僅大約74,400片，稍微比目前的300毫米晶圓切割機器要快一點(diǎn)，Applied公司的Hadar說(shuō)。

　　因此，為了滿(mǎn)足Sematech的吞吐量模型，芯片制造商將需要購買(mǎi)兩臺450毫米切割設備，而不是一臺設備，以處理特殊的工藝步驟，Hadar說(shuō)，伴隨的成本似乎讓向450毫米晶圓轉移所獲得的好處消失殆盡。

　　對于芯片設備制造商來(lái)說(shuō)，每個(gè)工廠(chǎng)需要更多的切割設備可能似乎是受歡迎的消息，但是，存在投資回報率的問(wèn)題。對于IC設備供應商來(lái)說(shuō)，收回開(kāi)發(fā)300毫米晶圓切割設備的初期費用可能要花30年的時(shí)間。對于450毫米晶圓切割設備來(lái)說(shuō)，“永遠也不會(huì )有回報，”Hadar說(shuō)。

　　因此，Advanced Micro Devices公司負責制造、技術(shù)開(kāi)發(fā)和供應鏈的高級副總裁Douglas Grose說(shuō)，對現有的300毫米工廠(chǎng)存在最大程度地加以利用的需求。半導體行業(yè)必須繼續把重點(diǎn)放在較老的晶圓廠(chǎng)如何提高生產(chǎn)率及縮短生產(chǎn)周期上，Grose在上周由Sematech召集的一次活動(dòng)上做主題發(fā)言時(shí)表示。

　　目前，跨行業(yè)的實(shí)踐就是以25塊晶圓為一批把晶圓通過(guò)加工步驟，但是，大多數切割工具一次只能處理幾塊或甚至一塊晶圓，因此，放慢了整個(gè)周期的時(shí)間，他說(shuō)。人們提議采用小批量制造及單片晶圓切割設備以極大地提高制造的效率，但是，它們需要全行業(yè)轉換思維，Grose說(shuō)道。

　　AMD支持300mmPrime計劃，盡管Grose 表示芯片行業(yè)可能一天就能夠轉向450毫米晶圓。

　　至于說(shuō)什么時(shí)候才會(huì )出現這種轉移，Grose告訴EE Times說(shuō)，“我不知道，但是不要把我們的資源分散到450毫米晶圓”而讓300毫米技術(shù)衰退。