半導體業的最大特征有兩條:一個是摩爾定律,每兩年工藝制程前進一個臺階,基本上同樣工藝的產品,因為制程尺寸縮小,其產品成本可以下降約50%;另一個是規模化量產,所以有“印鈔機”與“呑金獸”之稱。
眾所周知涉及芯片制造業孕育著巨大風險,因為技術要求高,投資巨大等,而且要不斷的投入,讓許多“新進者”望而生畏。
但是近期在中國又掀起一輪“造芯”的高潮,許多地方政府都熱衷于興建各類芯片生產線,認為如果再不上馬生產線,已經跟不上“時代的步伐”。
盡管中國擁有全球最大的IC市場,是無可爭議的事實,但是它是屬于全球的,要取得訂單必須能從對手的手中去搶過來,需要競爭中勝出。
現階段中國真的沒有必要去興建那么多條12英寸先進工藝的芯片生產線,投資巨大,負擔太重。如果市場定位僅在65-28納米段,由于對手太多,除了臺積電,格羅方徳之外,還有三星、聯電等。以下聯電的經歷值得思考,中國半導體業也一定不可幸免。
聯電講述它的28 納米制程經歷,這是當前晶圓代工產業最賺錢的服務,聯電是少數緊追在臺積電之后開發出 28 納米制程的公司;但只要聯電一旦追上,臺積電的 28 納米就會改版,「每次改版,客戶就會改用新的制程,」聯電只好再重新投資一次,臺積電光是用這樣的方式,就已經把聯電拖累。
盡管中國半導體業具有特殊性,它不可能學習聯電那樣放棄追趕7納米制程,無論如何要進行突破,解決0到1的能力問題。因此能夠集中力量突破更先進的制程技術,或者具特色的工藝能力才是當務之急。
其實這樣的“沖動”已不是首次,可能也不可避免,但是不能總是這樣循環下去,而要設法去提高與改進。
誠然現階段中國半導體業的發展,可能并非存在哪種模式下一定優越,正是百花齊放的好時代。但是對于它的風險性可能尚缺乏足夠的重視與認識。因為半導體業有許多獨特的規律,其中生產線太分散,不但造成互相爭搶人材,力量不能集中,同時未來要保證生產線的連續運行是十分困難的。因為我們無法與如三星、臺積電、英特爾等大牌廠商相比擬,它們的單條生產線規模大,訂單穩定,設備廠可以從它的提供服務中獲得收益。
芯片制造生產線的基本狀況
如今建設一條12英寸芯片生產線的投資已經很高,少則30-50億美元,其中僅半導體設備的投資占70%以上。如2017年美國加州UC Berkeley大學的理論數據,一條月產12英寸硅片,50,000片的生產線,需要50臺光刻機,10臺大束流離子注入機,8臺中束流離子注入機,40臺付蝕機以及30臺薄膜淀積設備等,估計各類設備的總計臺(套)要超過500個。(注:不同產品的工藝,其設備會有所不同)。
2017年臺積電在中國臺南建設新芯片生產線作環評時列出的數據:每日用水量20-25萬噸;日用電量150-222萬千瓦;及日污水排放16.5-17.6萬噸等。
除此之外由于芯片生產線中大量使用氮氣及清潔的壓縮空氣等,通常在生產線附近一定會建供氣站等。
芯片生產線要集中布局
縱觀全球各國與地區,它們的芯片生產線布局一定是相對集中,不會分散。
其中最為關鍵的因素是要維持芯片生產線的連續不間斷運行,一定要得到原設備廠商的技術支持,它包括有兩個方面,一個是維修工程師能最快時間到達,另一個是要擁有足夠規模的另備件倉庫。
而原設備廠商在生產線附近地區設立服務中心,決定于已經安裝的設備總量,如果達不到一定規模時,設備廠商會因財務原因而采取“異地代管”模式。
所以在這個地區有原設備廠的服務中心,對于保證生產線連續運行是相當的關鍵。舉個例子,一條年銷售額10億美元的生產線,如果生產線停擺1小時可能造成損失達114,155美元。
另外,芯片生產線的產業鏈很長,需要配套的項目很多,如果該地區能聚集多條的芯片生產線,那么如氣體、掩膜等供應可能會有更多的集中服務。
半導體業需要有規模,才能產出更多的硅片,具有經濟效益,通常認為一條12英寸芯片生產線月產能達30,000-40,000片是個財務臨界點。
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