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淺析物聯(lián)網(wǎng)芯片制造“中國芯”自建200mm產(chǎn)線難度在哪？
2017年08月18日 09:50:55來源：中國電子報(bào)點(diǎn)擊量：31673
導(dǎo)讀隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，200mm(8英寸)晶圓生產(chǎn)線受到歡迎，產(chǎn)能利用率大幅提高。因此，建議我國應(yīng)盡快建立一條以國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備為主的200mm生產(chǎn)線。這是基于國家戰(zhàn)略高度考慮。近期美國對華挑起貿(mào)易摩擦的可能性上升，所以我們應(yīng)當(dāng)做好不利的情況發(fā)生時的應(yīng)對準(zhǔn)備。
　　【中國安防展覽網(wǎng) 企業(yè)關(guān)注】隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，200mm(8英寸)晶圓生產(chǎn)線受到歡迎，產(chǎn)能利用率大幅提高。因此，建議我國應(yīng)盡快建立一條以國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備為主的200mm生產(chǎn)線。這是基于國家戰(zhàn)略高度考慮。近期美國對華挑起貿(mào)易摩擦的可能性上升，所以我們應(yīng)當(dāng)做好不利的情況發(fā)生時的應(yīng)對準(zhǔn)備。
 
　　物聯(lián)網(wǎng)時代200mm生產(chǎn)線是熱點(diǎn)
 
　　200mm生產(chǎn)線正處于特殊的歷史時期。移動技術(shù)催生物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計(jì)算、AI等技術(shù)的發(fā)展，推進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)市場擴(kuò)大，上百億部的智能終端將接入網(wǎng)絡(luò)，給芯片廠商帶來的機(jī)遇，特別是物聯(lián)網(wǎng)芯片大量采用200mm生產(chǎn)線進(jìn)行晶圓制造，給200mm廠商帶來機(jī)遇。
 
　　據(jù)2016年9月ICInsight對于物聯(lián)網(wǎng)市場的預(yù)測，2015年市場規(guī)模154億美元，增長29%;2016年為184億美元，增長19%;2017年預(yù)測為211億美元，增長15%;2019年預(yù)測為296億美元，增長17%。那么，為什么物聯(lián)網(wǎng)芯片對于200mm生產(chǎn)線青睞有加呢?
 
　　首先，先進(jìn)工藝制程的研發(fā)投入太高，難以得到大量客戶的青睞。通常一個產(chǎn)品的設(shè)計(jì)費(fèi)用(如28nm)需要投入700萬美元，其產(chǎn)品未來的銷售額至少要達(dá)到10倍以上，即7000萬美元，才能達(dá)到財(cái)務(wù)平衡。
 
　　如果產(chǎn)品的設(shè)計(jì)費(fèi)用要3.57億美元(如10nm)，那么產(chǎn)品的銷售額要達(dá)到35.7億美元才能做到財(cái)務(wù)上平衡。顯然要尋找如此大規(guī)模的應(yīng)用市場，是非常難的。這導(dǎo)致采用先進(jìn)工藝制程的客戶數(shù)量越來越少。
 
　　其次，未來物聯(lián)網(wǎng)市場呈金字塔狀的分散形態(tài)。據(jù)GSMA預(yù)期，到2020年，互聯(lián)設(shè)備將突破270億臺，移動互聯(lián)設(shè)備有望達(dá)到105億臺，新的市場機(jī)遇將進(jìn)一步增多，主要集中在M2M(機(jī)器對機(jī)器，即所有增強(qiáng)機(jī)器設(shè)備通信和網(wǎng)絡(luò)能力技術(shù)的總稱)和消費(fèi)類電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
 
　　物聯(lián)網(wǎng)盡管是siliconization of everything(每樣?xùn)|西都能“硅化”，含有半導(dǎo)體)，但是與之前的那些市場相比較，它的需求品種多，但量都不大，幾乎少有超過10億部出貨量的情況，甚至單一細(xì)分市場1億部的情況都不多見。IBS估計(jì)在2020年時只有少數(shù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能售出1000萬部以上。
 
　　后，物聯(lián)網(wǎng)器件主要采用模擬及混合信號，并不需要先進(jìn)工藝制程。其中主要的產(chǎn)品類型包括傳感器、電源、人機(jī)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(jù)此，在2015年廣泛采用的設(shè)計(jì)是130nm，實(shí)際上180nm也用得相當(dāng)好。未來幾年中，可能會采用到65nm、40nm及28nm工藝。
 
　　200mm生產(chǎn)線需關(guān)注維護(hù)成本
 
　　現(xiàn)階段200mm生產(chǎn)線用火熱來形容并不過分，然而也暴露出許多問題。由于大部分的200mm生產(chǎn)線建于上世紀(jì)末，已經(jīng)使用了近20年，按生產(chǎn)線的平均壽命約15年計(jì)，許多已到報(bào)廢的階段，許多二手設(shè)備買不到，200mm設(shè)備由于零配件的來源少，導(dǎo)致維護(hù)困難。這有可能導(dǎo)致二手設(shè)備的價(jià)格急劇上升，將使200mm生產(chǎn)線失去該有的吸引力。
 
　　據(jù)ICInsight的數(shù)據(jù)，2016年年底有8英寸硅片月產(chǎn)能520萬片及12英寸(300mm)硅片月產(chǎn)能530萬片。另據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，2007年有8英寸生產(chǎn)線199條，2015年時只有178條，預(yù)測2020年時將增加到191條，相當(dāng)于2008年水平。SEMI認(rèn)為在2017年至2021年期間，中國的200mm產(chǎn)能會增加34%。
 
　　2015年200mm的產(chǎn)能按應(yīng)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(shè)備為主的200mm生產(chǎn)線
 
　　200mm生產(chǎn)線在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用是一次難得的機(jī)會，中國半導(dǎo)體業(yè)應(yīng)動用產(chǎn)業(yè)鏈的力量緊緊抓住它。中國半導(dǎo)體設(shè)備廠有足夠的能力可以做200mm設(shè)備，也已經(jīng)產(chǎn)出不少種類的產(chǎn)品。目前大的問題是200mm設(shè)備缺乏在生產(chǎn)線中穩(wěn)定運(yùn)行的數(shù)據(jù)及完善的維修與服務(wù)體系。其實(shí)，這樣的過程對于半導(dǎo)體設(shè)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(dǎo)體設(shè)備試錯的機(jī)會。進(jìn)口的半導(dǎo)體設(shè)備，它們在產(chǎn)品出廠之前已經(jīng)進(jìn)行反復(fù)多次的修改，所以產(chǎn)品的可用性更好，而國產(chǎn)設(shè)備連實(shí)際測試的機(jī)會都很少，怎么能馬上變成令人可信的產(chǎn)品。
 
　　因此建議以國家資金為主，建設(shè)一條集中的國產(chǎn)設(shè)備的200mm生產(chǎn)線，進(jìn)行成熟制程的產(chǎn)品量產(chǎn)，其中有一個主要目的，即全面審視國產(chǎn)設(shè)備在大生產(chǎn)中的實(shí)戰(zhàn)表現(xiàn)，積累國產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并不斷加以完善。
 
　　國產(chǎn)設(shè)備廠要全力以赴，把自己的產(chǎn)品真正推向市場。生產(chǎn)線的月產(chǎn)能可從1萬片起步，逐漸擴(kuò)大至5萬～6萬片，并建議好選擇一家對于國產(chǎn)設(shè)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(yīng)的激勵措施。
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)晶圓芯片
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