IoT芯片青睞12寸晶圓 中國應(yīng)建立以國產(chǎn)設(shè)備為主的8英寸線

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，200mm(8英寸)晶圓生產(chǎn)線受到歡迎，產(chǎn)能利用率大幅提高。因此，建議我國應(yīng)盡快建立一條以國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備為主的200mm生產(chǎn)線。這是基于國家戰(zhàn)略高度考慮。近期美國對華挑起貿(mào)易摩擦的可能性上升，所以我們應(yīng)當(dāng)做好最不利的情況發(fā)生時的應(yīng)對準備。

　　物聯(lián)網(wǎng)時代200mm生產(chǎn)線是熱點

　　全球200mm生產(chǎn)線正處于特殊的歷史時期。移動技術(shù)催生物聯(lián)網(wǎng)、5G、云計算、AI等技術(shù)的發(fā)展，推進了全球物聯(lián)網(wǎng)市場擴大，上百億部的智能終端將接入網(wǎng)絡(luò)，給芯片廠商帶來前所未有的機遇，特別是物聯(lián)網(wǎng)芯片大量采用200mm生產(chǎn)線進行晶圓制造，給200mm廠商帶來機遇。

　　據(jù)2016年9月ICInsight對于物聯(lián)網(wǎng)市場的預(yù)測，2015年市場規(guī)模154億美元，增長29%;2016年為184億美元，增長19%;2017年預(yù)測為211億美元，增長15%;2019年預(yù)測為296億美元，增長17%。那么，為什么物聯(lián)網(wǎng)芯片對于200mm生產(chǎn)線青睞有加呢?

　　首先，先進工藝制程的研發(fā)投入太高，難以得到大量客戶的青睞。通常一個產(chǎn)品的設(shè)計費用(如28nm)需要投入700萬美元，其產(chǎn)品未來的銷售額至少要達到10倍以上，即7000萬美元，才能達到財務(wù)平衡。

　　如果產(chǎn)品的設(shè)計費用要3.57億美元(如10nm)，那么產(chǎn)品的銷售額要達到35.7億美元才能做到財務(wù)上平衡。顯然要尋找如此大規(guī)模的應(yīng)用市場，是非常難的。這導(dǎo)致采用先進工藝制程的客戶數(shù)量越來越少。

　　其次，未來物聯(lián)網(wǎng)市場呈金字塔狀的分散形態(tài)。據(jù)GSMA預(yù)期，到2020年，全球互聯(lián)設(shè)備將突破270億臺，移動互聯(lián)設(shè)備有望達到105億臺，新的市場機遇將進一步增多，主要集中在M2M(機器對機器，即所有增強機器設(shè)備通信和網(wǎng)絡(luò)能力技術(shù)的總稱)和消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域。

　　物聯(lián)網(wǎng)盡管是siliconizationofeverything(每樣?xùn)|西都能“硅化”，含有半導(dǎo)體)，但是與之前的那些市場相比較，它的需求品種多，但量都不大，幾乎少有超過10億部出貨量的情況，甚至單一細分市場1億部的情況都不多見。IBS估計在2020年時只有少數(shù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能售出1000萬部以上。

　　最后，物聯(lián)網(wǎng)器件主要采用模擬及混合信號，并不需要最先進工藝制程。其中主要的產(chǎn)品類型包括傳感器、電源、人機接口或者RF，它們的功能不需要如先進工藝制程的縮小，不需要低閥值及微電流。據(jù)此，在2015年最廣泛采用的設(shè)計是130nm，實際上180nm也用得相當(dāng)好。未來幾年中，可能會采用到65nm、40nm及28nm工藝。

　　200mm生產(chǎn)線需關(guān)注維護成本

　　現(xiàn)階段全球200mm生產(chǎn)線用火熱來形容并不過分，然而也暴露出許多問題。由于大部分的200mm生產(chǎn)線建于上世紀末，已經(jīng)使用了近20年，按生產(chǎn)線的平均壽命約15年計，許多已到報廢的階段，許多二手設(shè)備買不到，200mm設(shè)備由于零配件的來源少，導(dǎo)致維護困難。這有可能導(dǎo)致二手設(shè)備的價格急劇上升，將使200mm生產(chǎn)線失去該有的吸引力。

　　據(jù)ICInsight的數(shù)據(jù)，2016年年底全球有8英寸硅片月產(chǎn)能520萬片及12英寸(300mm)硅片月產(chǎn)能530萬片。另據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，2007年全球有8英寸生產(chǎn)線199條，2015年時只有178條，預(yù)測2020年時將增加到191條，相當(dāng)于2008年水平。SEMI認為在2017年至2021年期間，中國的200mm產(chǎn)能會增加34%。

　　2015年全球200mm的產(chǎn)能按應(yīng)用分別是模擬占11%、分立器件占14%、代工占47%、邏輯+MPU占21%、存儲器占3%及MEMS與其他占4%。

　　建一條以國產(chǎn)設(shè)備為主的200mm生產(chǎn)線

　　200mm生產(chǎn)線在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用是一次難得的機會，中國半導(dǎo)體業(yè)應(yīng)動用產(chǎn)業(yè)鏈的力量緊緊抓住它。中國半導(dǎo)體設(shè)備廠有足夠的能力可以做200mm設(shè)備，也已經(jīng)產(chǎn)出不少種類的產(chǎn)品。目前最大的問題是200mm設(shè)備缺乏在生產(chǎn)線中穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù)及完善的維修與服務(wù)體系。其實，這樣的過程對于半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)是不可缺少的。

　　中科院院士劉明呼吁要給予國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備試錯的機會。進口的半導(dǎo)體設(shè)備，它們在產(chǎn)品出廠之前已經(jīng)進行反復(fù)多次的修改，所以產(chǎn)品的可用性更好，而國產(chǎn)設(shè)備連實際測試的機會都很少，怎么能馬上變成令人可信的優(yōu)秀產(chǎn)品。

　　因此建議以國家資金為主，建設(shè)一條集中最優(yōu)秀的國產(chǎn)設(shè)備的200mm生產(chǎn)線，進行成熟制程的產(chǎn)品量產(chǎn)，其中有一個主要目的，即全面審視國產(chǎn)設(shè)備在大生產(chǎn)中的實戰(zhàn)表現(xiàn)，積累國產(chǎn)設(shè)備的數(shù)據(jù)，并不斷加以完善。

　　國產(chǎn)設(shè)備廠要全力以赴，把自己的產(chǎn)品真正推向市場。生產(chǎn)線的月產(chǎn)能可從1萬片起步，逐漸擴大至5萬～6萬片，并建議最好選擇一家對于國產(chǎn)設(shè)備抱有充分信心的200mm芯片制造商，從產(chǎn)業(yè)角度要有相應(yīng)的激勵措施。

　　由于國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備的品種不全，要聯(lián)成芯片生產(chǎn)線幾乎是不可能的，因此采用“混合模式”在所難免，但是要乘此機會依市場的需求爭取突破幾項關(guān)鍵的設(shè)備。有人說現(xiàn)在已有“聯(lián)合實驗室”，為什么還要建一條芯片生產(chǎn)線?顯然“聯(lián)合實驗室”是一個進步，但是與芯片生產(chǎn)線是無法比較的，因為國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備必須要通過量產(chǎn)的考核，才能真正達到實用化，并把中國半導(dǎo)體設(shè)備水平提到一個新的高度。

　　如果這條200mm生產(chǎn)線建成，將象征著中國半導(dǎo)體設(shè)備制造商由“配角”轉(zhuǎn)換到“主角”的時機到來，是一次質(zhì)的飛躍。當(dāng)然，這對于國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備制造商也是一個嚴峻的考驗。

　　所以，國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備制造商要有迎難而上的心態(tài)，要有雷厲風(fēng)行、一干到底的作風(fēng)，把發(fā)現(xiàn)的問題能迅速地與芯片制造專家們合作共同解決，讓這條200mm生產(chǎn)線能持續(xù)運行下去，提高產(chǎn)能利用率。這樣花上3年至5年時間，將這一關(guān)闖過去，中國的半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)將有光輝燦爛的明天。