半导体成“吞金兽” 用未来眼光看待产业发展

    与化学遗产基金会在加州MountainView的计算机历史博物馆中共同举行题目为“硅的持续创新——设备和材料产业的过去和未来”的会议，由Ultratech的CEOArthurW.Zafiropoulo作开幕式的主题发言，讲话的主要内容如下；

　　回忆全球尺寸的过渡，目前有约70％的公司作8英寸，而30％作12英寸。原因是现在的半导体业是个“吞金兽”，兴建芯片生产线的也越来越高，这样就可能限制新加入者的参与。

　　如果看450mm硅片，全球可能仅有2至3个客户，因为只有每年销售额达到2至3倍的建厂成本时，才能支持生产线生存下去。所以如果建设450mm芯片生产线需投资50亿美元，那就只有销售额达到100至150亿美元的公司才有能力支撑。如果假设全球只有两个公司能支持450mmfab，一个在日本，另一个在台湾。如此巨大的投资必须要考虑到风险，不能都选在台湾和日本，因为必须考虑地震及海啸等的风险，要将产能分散。显然将fab建在以色列和爱尔兰是不合适的。

　　硅片尺寸从4英寸过渡到5英寸用了5年时间，表明4英寸硅片的生存寿命从1976年至1981年，之后5英寸硅片的经济效益已超过4英寸；5英寸至6英寸用了6年时间；6英寸至8英寸用了8年时间；而从8英寸过渡到12英寸用了13年时间，估计在2020年时450mm有可能进入试生产阶段，其间用了27年时间，也可能会更长一些时间。以上表明硅片的尺寸由小增，.其生存的周期越来越长，而且相应的投资也越来越大。

　　芯片制造商面临成本增加的压力。例如栅的成本缩小比例正在下降，缩小尺寸的增益开始下降；因此下一步半导体业继续走缩小尺寸的道路已不再是方向。另一方面的理由至今还不清楚谁能为450mm硅片买单。同时随着器件设计的成本急速上升以及初创设计公司的特征尺寸缩小，使得每个接点只有更少的设计者参与，最终导致每个接点要投入更多的硅片才能达到财务平衡。

　　市场中设计品种的数量逐渐减少，表明目前代工有更多的机会可从技术上追赶IDM。TSMC宣布在未来几年中将投入50亿美元用来研发，向32，22纳米，甚至15纳米进军。但是显然目前的趋势是只有少数企业继续有兴趣建造芯片厂，即便有很好的想法，也无法引起大家注意，原因出在总的市场需求量都不大，而目前的芯片厂却越来越大，需要足够多的片量才能达到财务平衡。所以TSMC、UMC、SMIC或者特许等的处境都一样。目前对于那些即便带有很好想法的小公司就更难获得成功，因为没有人愿意为他们代工制造芯片。

　　对于那些大公司，如TI、AMD等都开始执行轻晶园厂策略，以减少投资的风险。可是要想到代工也一样，同样担心风险，如果代工投入巨资扩充产能后，订单不足怎么办？因此，作为代工厂也希望有如Qualcomm那样的客户，每月有2万片以上的订单。兴建一个新fab至少投15亿美元，每月至少要有3万片以上的订单才能支持芯片厂正常的运行。

　　目前全球代工的投资开始下降，而不像1998年那样，每年花80％的销售额来购买设备，那是无法长久支持下去的。今天，全球代工只能化约20％的销售额来继续扩大产能，只有这样的水平才可能长久稳定的维持下去。

　　至2011年时全球将有60％芯片厂釆用小于130纳米制程，几乎所有的投资用在小于65纳米制程中。

　　近期美国TI公司投资超过10亿美元，在菲律宾兴建8英寸和12英寸的封装厂，去年TI花在后道的投资比前道还多，因为TI相信未来后道封装的成本将可能高过前道，所以未来在后道封装方面将呈现出差异化。

　　今天，还是二维晶体管，未来将是三维，由此可以加速摩尔定律的进步，可从18个月缩减到12个月，当然只是仅对NAND型闪存，而不可能针对逻辑电路。下一步推动工业最快的将是NAND闪存。

　　通过300mmPrime的推进与发展，300mm硅片的生存寿命有望延长到22年。