450mm晶圆缓行

为了提高产品的生产率和利润，近年来晶圆面积不断扩大，大约每10年升级一次。1991年业界开始投产200mm晶圆，2001年起步向300mm晶圆过渡，依次类推，ITRS(国际半导体技术发展路线图)和摩尔定律都认为，2012年是向走向450mm晶圆的元年。的确，少数巨型企业如Intel、三星和台积电表示了肯定的态度，为2012年过渡到450mm而做着准备，与制造设备、材料厂商开展协商以便供应设备和材料，同时进行有关标准化方面的工作。他们设想，向450mm过渡就像以往向300mm过渡一样，可以增加向用户提供的价值，生产率翻番。据说，三家公司间也开展合作，打算2012年进入试生产阶段。与此同时，三家公司倒也并未把话说绝，存有保留，有表示要继续评估之说。

总体来说，今年业界对向450mm过渡采取了比去年慎重的态度，究竟风险太大，估算一条生产线的成本最多将超过250亿美元，几乎是300mm线的10倍。单凭期望值而不作客观利益分析就贸然投资，今天怕没有哪家半导体企业具有这样雄厚的实力。其次，一些技术问题尚不成熟，如92.5um的晶圆厚度等还有待继续验证。今年7月在SEMICON West会议上，大多与会者均赞同第一个发言的日本Elpida公司社长坂本幸雄所说：“虽然目前面临着很多难题，但半导体的未来仍然值得我们去挑战”，反映了大家的心态。SEMI（国际半导体设备和材料协会）在8月的《SEMI Global Update》上发表了“向450mm晶圆过渡的5大误区”一文，它的主要观点称：“目前并不是向450mm过渡的最佳时期，而且恐怕今后也不会来临”，表示了一种颇为悲观的态度。

SEMI 2005年发表的白皮书即说，半导体业界对于先端工艺的研发投资并未增加。电子产品和生产设备的研发费用近年常感不足，企业为了能生存下去，对研发费用不得不严加限制。又据IC Insights公司报道，世界半导体公司为追求技术工艺发展，1990~2007年期间研发费的年均增加率为12.7%，达457亿美元，而同期销售值的增长率为9.9%，17年间业界研发费年平均占其销售值高达15%，且其年增长率高出销售值2.8个百分点，半导体业研发开支难以为继不言而喻。

针对这种情况，SEMI和ISMI(International SEMATECH Manufacturing Initiative—美国国际半导体技术制造协会)于2年半前设立了一个EPWG(Equipment Productivity Working Group)设备生产率工作组对过渡450mm晶圆问题进行了研究，得出的明确结论是：“此非其时”。它提出的5条理由或称5个误区如下：

1. 晶圆尺寸每10年扩大1.5倍

随着近年半导体业的增长率逐渐趋缓，10年扩大1.5倍事实上已做不到，今后会超过10年。从投资费用/生产效果的分析来看，10年一变不过是神话罢了。

2. die增大要求走向450mm晶圆

一般认为，由于die增大，晶圆将随之扩大。可据分析今天die尺寸已经到头，甚至还会缩小，晶圆已无扩大必要。

3. 圆片增大将节减芯片成本

经对现有器件成本的分析，450mm圆片估计占芯片成本的10%，而组装、封装和测试的成本正逐渐提升，成为业界无论技术还是经济上面临的重大课题。

4. 晶圆尺寸扩大会显著提高生产率

据EPWG的成本研究，生产率的提高大多不是因为晶圆尺寸的扩大，而是由于使用的生产设备所致。以300mm晶圆为例，生产率的提高主要即来自生产手段，如前端开放式统一槽和自动材料处理系统等。可这些设备因受处理面积的限制，并不适用于450mm晶圆。

5. 晶圆尺寸变革是促进半导体业进展的唯一途径

多少年来半导体业以遵循摩尔定律的技术发展为首要原动力，实际上，当今半导体业的投资选择和经营决策须看产品的应用和消费变化，单一依靠技术进步将带来极大的风险。现在已是消费者主导时代，半导体业将以多品种、小批量生产为主以迅速适应市场的变化。产品市场化的先后和量产时间的快慢将决定企业的成败。

环顾当前世界，半导体产能主要仍集中于200mm和300mm晶圆，我们看到了有出售200mm生产线的，但建设300mm的企业仍时有所闻，300mm正当时。事物总是要发展的，鉴于当前经济、技术种种形势，转向450mm晶圆很有可能会延缓，但就此止步300mm恐怕是危言耸听。