延续摩尔定律　新制程技术掀动晶圆设备革新

新制程技术将引领半导体设备变革。为持续跟随摩尔定律发展脚步，包括半导体设备商、晶圆代工厂及封装测试业者，皆已积极朝2x/1x奈米、3D IC和18寸晶圆制程世代迈进，并投入相关技术与设备研发，可望成为未来半导体产业持续成长的重要动能。


Gartner研究副总裁Bob Johnson
由于半导体制造业正朝向20奈米(nm)制程迈进，因此重要的新技术趋势将改变半导体制造情况。Gartner在2013年将研究制程转移过程所带来的影响，以及其将如何影响半导体业者及其电子系统客户(图1)。

半导体制造业正历经变化，除资本支出成长率趋缓以及设备支出迅速攀升之外，半导体供应链厂商在2013年将面临数项对业务构成冲击的破坏因素。举例来说，来自已量产产品的经济规模压力正将产业带入18寸晶圆(450毫米(mm))的制程。而目前产业面临的挑战包括经济情况不明朗、由谁来支付制程转换费用的争辩，以及谁会受惠等问题。另一方面，制程进展为维持摩尔定律(Moore's Law)的速度，新制程技术正陆续出现，造成设计和制造先进制程产品的支出增加，逐渐改变产业基本结构。

不仅如此，目前已有许多半导体议题开始酝酿，并将在未来带给产业更多变数，例如业界对18寸晶圆技术期待透过该制程降低制造成本及其达阵的可能性、追求摩尔定律造成成本增加、英特尔(Intel)/三星与其他晶圆代工厂相互竞争行动装置市场龙头宝座、苹果(Apple)对制程市场的影响、三维(3D)晶片封装技术崛起，与其在行动装置市场的发展潜力等。


图1 半导体制造议题概述
Gartner将提出上述议题将对半导体制造供应链带来何种影响。半导体制造业者也须知道哪些新技术可望对新兴或发展中的半导体市场带来成长，以及须留意哪些趋势。

受景气波动影响 晶圆代工厂成主要资本支出来源

首先，半导体晶圆厂设备市场为因应整体半导体产业结构变化，购并案已愈来愈多，因此，领导厂商在市场总营收的占比将逐渐升高，进而对市场竞争结构带来深远影响。

紧接着，半导体制造业的资本投资与产能计划在迈入2013年后，持续不稳定的经济情势会让多数半导体厂商减少资本支出。若回溯2012年历史，整体产业投资趋势主要系由少数几家大型半导体厂商所主导，这些厂商在少数成长的主要市场区块如电脑、平板电脑、笔记型电脑与固态硬碟中相互争夺市场地位。

至于半导体封测服务(SATS)亦如同晶圆代工产业与整体半导体市场容易受到景气循环因素影响。值得注意的是，直通矽晶穿孔(Through-Silicon Via, TSV)与3D封装等新技术可能改变市场的基本结构，而部分后端制程可能会移转到前端的晶圆代工厂，因此，封测厂正针对晶圆级封装产能进行投资。

在晶圆代工厂持续争夺行动装置市场霸主宝座的情况下，晶圆代工市场将是2013年半导体产业唯一提高资本投资的主要区块，不过，晶圆代工服市场将受到需求改变以及晶圆代工厂的产能过剩所影响。
半导体厂布局须紧跟市场脉动

就广义层面的半导体市场而言，供需与库存累积等景气循环情况会随着经济与技术发展的压力而变动，并进而冲击市场对半导体裸晶圆(Raw Wafer)的需求。裸晶圆需求状况取决于半导体制造业的需求，因此半导体厂商须密切观察市场后续发展。

在2013年，半导体后端设备市场主要受TSV与3D封装技术的采用进而挹注成长动能，不过，相较于那些与晶圆制造业息息相关的市场区块，后端设备对市场的反应稍有不同。

各大半导体厂商目前在资本投资规画方面都感受到压力，而晶圆制造设备市场亦同。在大型晶圆制造设备供应商持续激烈竞争的情况下，其产能可能也会受到非景气循环投资模式影响。此外，随着超紫外光(EUV)技术成熟和18寸晶圆量产的到来，晶圆制造设备市场亦将开始经历新技术带来的影响。

随着半导体制程迈入2X奈米与1X奈米阶段，新技术也陆续出现，并影响传统设备供应商，例如超紫外光微影技术(EUV Lithography)有助大幅简化高阶制程。不仅如此，18寸晶圆制程的转换已指日可待，不过，若要维持摩尔定律的速度，费用已开始逐渐增加，该现象会减缓许多设备的采用速率，并且先进制程的好处将局限于少数扩张的应用市场。