工藝與資金暫不允許，18寸晶圓發(fā)展腳步再延緩

較大的晶圓直徑能在每片晶圓上生產(chǎn)更多的芯片，也能因為能減緩材料與工藝成本增加幅度，使得芯片成本降低；在歷史上，轉(zhuǎn)移至更大的晶圓直徑帶來了每單位尺寸20%以上的成本降低幅度。不過龐大的財務(wù)與技術(shù)障礙，仍持續(xù)阻礙半導(dǎo)體制造往18寸(450mm)晶圓的發(fā)展與轉(zhuǎn)移；因此產(chǎn)業(yè)界往更大尺寸晶圓發(fā)展的腳步顯著趨緩，各家半導(dǎo)體公司也積極將12寸(300mm)與8寸(200mm)晶圓的利用效益最大化。

 

市場研究機構(gòu)IC Insights的最新全球晶圓產(chǎn)能報告(Global Wafer Capacity 2015-2019)顯示，以晶圓片尺寸來看，全球半導(dǎo)體產(chǎn)能在2014年仍以12寸晶圓為主流，預(yù)期此趨勢將延續(xù)至2019年。雖然18寸晶圓技術(shù)的開發(fā)仍繼續(xù)有所進展，但其步伐在2014年明顯變慢；目前業(yè)界大多數(shù)人認為，18寸晶圓的量產(chǎn)預(yù)期在2020年以前不會發(fā)生──不過其試產(chǎn)可能會提前1~2 年。IC Insights估計，2019年18寸晶圓在整體裝機產(chǎn)能(installed capacity)占據(jù)的比例仍然非常小。

 

 

不同尺寸晶圓裝機產(chǎn)能比例

 

在大多數(shù)情況下，12寸晶圓會──也將一直會──被用以生產(chǎn)大量商用組件，例如DRAM與閃存、影像傳感器與電源管理IC，以及芯片尺寸較大的復(fù)雜邏輯IC或零組件；在代工廠部分，則會透過結(jié)合來自不同的客戶訂單來填滿12寸晶圓廠產(chǎn)能。截至2014年底，全球有87座量產(chǎn)級晶圓廠是采用12寸晶圓(如下圖)；未計入的還有數(shù)座12寸研發(fā)晶圓廠，以及少數(shù)幾座生產(chǎn)“非IC”產(chǎn)品如影像傳感器與離散組件的高產(chǎn)量12寸晶圓廠。

 

 

生產(chǎn)IC的12寸晶圓廠數(shù)量

 

12寸晶圓廠的數(shù)量在2013年出現(xiàn)過一次減少的情況──該年度有三座分別由臺灣內(nèi)存廠商茂德(ProMOS)與力晶(Powerchip)所營運的大型晶圓廠關(guān)閉，并將數(shù)座12寸新晶圓廠的開幕延遲到2014年。IC Insights估計，12寸晶圓廠數(shù)量的高峰將會落在115~120座──假設(shè)18寸晶圓廠將會在未來投入量產(chǎn)；至于量產(chǎn)8寸晶圓廠的最大數(shù)量則是210座(其數(shù)量在2014年底減少至154座)。

 

擁有最多12寸晶圓產(chǎn)能的廠商，包括內(nèi)存廠商三星(Samsung)、美光(Micron)、SK海力士(Hynix)、東芝(Toshiba)/SanDisk，芯片龍頭/MPU大廠英特爾(Intel)，以及晶圓代工企業(yè)臺積電(TSMC)與GlobalFoundries；這些公司所供應(yīng)的IC受益于利用最大尺寸的晶圓，可將每個芯片的制造成本做最好的分攤。

 

而IC Insights預(yù)期，采用8寸晶圓的晶圓廠在未來許多年將持續(xù)獲利；這些晶圓廠被用以生產(chǎn)大量不同種類的IC，包括特殊內(nèi)存、顯示器驅(qū)動IC、微控制器、模擬組件以及MEMS組件。上述這些組件利用已經(jīng)完全折舊的8寸晶圓廠生產(chǎn)是很實際的，8寸晶圓廠過去也是被用來生產(chǎn)現(xiàn)在于12寸晶圓廠生產(chǎn)的組件。而臺積電、德州儀器(TI)與聯(lián)電(UMC)是三家目前擁有最多8寸晶圓廠產(chǎn)能的半導(dǎo)體業(yè)者。