電 話：+86-755-83867315| 從士蘭微看爆發(fā)的中國12寸晶圓廠 |
原創(chuàng) 2017-12-19 半導(dǎo)體行業(yè)觀察 臨近年底，士蘭微發(fā)布公告，與廈門半導(dǎo)體投資集團(tuán)擬共同投資170億元，在廈門(海滄)建設(shè)兩條12寸90~65nm的特色工藝芯片生產(chǎn)線，這一步伐也延續(xù)了近兩年來，中國在芯片和晶圓廠建設(shè)方面快速布局的強(qiáng)勁態(tài)勢。 數(shù)據(jù)顯示，2016年，中國規(guī)劃新建的晶圓廠共有17座，其中12寸晶圓廠就有12座，占據(jù)了絕大多數(shù)。尤其是從今年三月份以來，國內(nèi)陸陸續(xù)續(xù)開工建設(shè)了武漢新芯第二期、美國萬代重慶廠、合肥長鑫、臺積電南京廠、德科瑪淮安廠等5座12寸晶圓廠。 根據(jù)資料我們不難發(fā)現(xiàn)，近幾年來，無論是晶圓廠還是芯片生產(chǎn)廠，都是圍繞著12寸晶圓來進(jìn)行的，很難看到其他尺寸。 18寸的飄渺 為什么中國甚至是全球都在集中建設(shè)12寸晶圓廠，而對于前幾年趨之若鶩的18寸晶圓的研發(fā)偃旗息鼓了呢？ 甚至有市場研究機(jī)構(gòu)表示，18寸晶圓將會(huì)沉寂5-10年，何時(shí)能夠起死回生完全要看半導(dǎo)體設(shè)備廠商的意愿。 而根據(jù)相關(guān)人士的看法來看，18寸晶圓的主要問題在于，大數(shù)廠商并不認(rèn)為當(dāng)前是一個(gè)適合持續(xù)專注于18寸晶圓的時(shí)機(jī)，半導(dǎo)體設(shè)備廠商更是對于12寸到18寸晶圓的迭代有著莫大的抵觸情緒。 推動(dòng)大尺寸晶圓的生產(chǎn)，等同于減少產(chǎn)業(yè)界的單位需求量，這會(huì)讓半導(dǎo)體設(shè)備廠商的生意受損。2000年初，向12寸晶圓的轉(zhuǎn)移，就是給半導(dǎo)體設(shè)備廠商最大的痛。 此外，推動(dòng)18寸晶圓量產(chǎn)的主要市場因素就是希望能夠取得足夠的成本效益，甚至是延續(xù)6寸轉(zhuǎn)移到8寸、12寸的發(fā)展軌跡，通過更好的每片晶圓產(chǎn)出，讓晶圓的成本持續(xù)下降，但是隨著制程微縮趨近于極限，以及18寸晶圓的龐大設(shè)備投資，能否保持足夠吸引廠商的成本效益，已經(jīng)是一件令人懷疑的事情。 此外，也有一種觀點(diǎn)表示，目前并沒有太多的應(yīng)用需要18寸晶圓的支持，而這也可以說是12寸晶圓在近幾年爆發(fā)的原因 12寸的爆發(fā) 市場研究機(jī)構(gòu)IC Insights 的一份報(bào)告顯示，截至2015年底，12寸晶圓占據(jù)全球晶圓產(chǎn)能的63.1%，預(yù)測到2020年該比例將增加至68%。8寸晶圓在全球晶圓產(chǎn)能中占據(jù)的比例，將由2015年的28.3%，在2020年降低至25.3%；不過8寸晶圓產(chǎn)能在未來幾年仍將繼續(xù)成長。 可以說，全球晶圓產(chǎn)能到2020年都將延續(xù)以12寸晶圓為主的發(fā)展態(tài)勢。
這種12寸晶圓廠迅猛發(fā)展的主要原因在于： 首先，如之前所說，18寸晶圓進(jìn)展緩慢，由于晶圓尺寸的改變，相關(guān)設(shè)備需要配合變動(dòng)，這不僅需要建設(shè)新的晶圓廠，也需要更換相應(yīng)的設(shè)備，這無論對于半導(dǎo)體廠商還是設(shè)備廠商來說，都是一筆不小的投入，但是目前的應(yīng)用市場又很難說服廠商改變，只能是更加精細(xì)的利用當(dāng)前的設(shè)備，進(jìn)行不斷的改良。 另一方面，12寸晶圓的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)張。之前，12寸晶圓主要應(yīng)用于DRAM和NAND Flash等需要大量生產(chǎn)的存儲芯片領(lǐng)域，不過近幾年來，因?yàn)槭袌龆鄻踊男枨?，半?dǎo)體廠商對于12寸晶圓提出了更多的要求，因此12寸晶圓也開始應(yīng)用于包括電源管理芯片、傳感器甚至是邏輯芯片在內(nèi)的非存儲芯片領(lǐng)域。 這因?yàn)槿绱耍?8寸晶圓止步不前的情況下，12寸晶圓開始逆勢增長！ 根據(jù)此前的報(bào)道，2016年，全球約有接近100條生產(chǎn)線，相比于5年前增加了約20條，而在未來幾年這一數(shù)字還將繼續(xù)增長。 而其中12寸晶圓生產(chǎn)線的數(shù)量，從2010年約73條，增至2014年的87條，2015年的93條，直至2016年接近100條。預(yù)期2019年將增加到110條。 若以晶圓尺寸對應(yīng)生產(chǎn)量的市占率來看，全球12寸晶圓市場比重在2014年突破6成之后，呈現(xiàn)逐年上升趨勢，2015年比重逾62%，估計(jì)2019年將逼近65%。 而推動(dòng)12寸晶圓廠大幅度增長的一個(gè)主要因素，就是中國。
爆發(fā)的中國晶圓廠
近年來，為了減少對國外進(jìn)口的依賴，國內(nèi)各地陸續(xù)上馬了多個(gè)晶圓廠項(xiàng)目。 根據(jù)今年上半年的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前，我國國內(nèi)現(xiàn)存的主流晶圓廠共有22座，其中8寸晶圓廠13座，12寸晶圓廠9座，正在興建中的晶圓廠超過10座，包括3座8寸晶圓廠和10座12寸晶圓廠。
根據(jù)SEMI預(yù)估，2017年至2020年之間，全球?qū)⒂?2個(gè)晶圓廠或產(chǎn)線投入生產(chǎn)，其中以地區(qū)而言，中國將有26座廠房及生產(chǎn)線開始營運(yùn)，占比達(dá)42%。 其中，國際巨頭更是早早的在中國插旗，其中，英特爾大連12寸晶圓廠在2010年已經(jīng)完工，格芯攜手成都市政府合資建設(shè)的12寸晶圓廠也正在成都如火如荼的建設(shè)中。 而中國的廠商也不甘落后。臺灣地區(qū)，聯(lián)電與廈門市政府通過合資的方式，成立廈門聯(lián)芯，在廈門建廠，此外，聯(lián)電還與福建晉華集成電路簽署技術(shù)合作協(xié)定，協(xié)助晉華集成開發(fā)DRAM相關(guān)制程技術(shù)，在泉州市建立12寸晶圓廠。 臺積電在南京獨(dú)資建立的12寸晶圓廠也預(yù)計(jì)將于2018年完工。 本土廠商方面，還有12寸廠的為中芯國際與華力微，兩者分別在上海都有廠房，中芯在北京還有B1、B2兩座晶圓廠，其中B2廠制程已至28納米。 除了已動(dòng)工興建的晶圓廠，幾項(xiàng)預(yù)期興建的計(jì)劃也浮上臺面，如中芯與寧波市政府簽訂備忘錄，將在當(dāng)?shù)卦偕w一座8寸晶圓廠、兩座12寸晶圓廠，其他如華力微、德科瑪?shù)缺就翉S商也放出興建12寸廠消息。
12寸晶圓的機(jī)遇
全球芯片制造業(yè)正處在一個(gè)變革與兼并重組的震蕩時(shí)期，尤其是在12寸生產(chǎn)線的建設(shè)方面更是消息滿天飛。 但是，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)逐漸成為一個(gè)國家綜合實(shí)力的重要標(biāo)志，芯片產(chǎn)業(yè)每1 美元的產(chǎn)值能夠帶動(dòng)100 美元的GDP。其中晶圓制造作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中的重中之重，占全球整個(gè)半導(dǎo)體市場比重達(dá)58.21%，因此芯片制造環(huán)節(jié)是制約或推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素，也成為中國不得不發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。 從目前的發(fā)展情況來看，中國的12寸晶圓廠的建設(shè)主要呈現(xiàn)出以下方面特點(diǎn)： 首先，兩極化趨勢明顯。除了英特爾、三星等少數(shù)企業(yè)繼續(xù)投資擴(kuò)充產(chǎn)能之外，很多廠商都比較保守。且現(xiàn)在的趨勢是都采用超級大廠(megafab)的模式，即月產(chǎn)12英寸15萬片-20萬片，每條生產(chǎn)線投資在70億-80億美元。 在此情況之下，中國晶圓廠的建設(shè)將能夠更好的贏得市場。 其次，國家戰(zhàn)略聚焦。中國正在成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張寶地。中國躍升全球半導(dǎo)體第一大市場，但自給率僅 27%，中國提出十三五計(jì)劃，在〈中國制造 2025〉中明確制定目標(biāo)為至 2020 年，晶圓自給率將達(dá)到 40%，2025 年達(dá) 50%，中國龐大資金與相關(guān)配套政策扶植下，未來幾年半導(dǎo)體建設(shè)仍蓬勃發(fā)展。 第三，產(chǎn)業(yè)鏈向中國轉(zhuǎn)移。日本面臨成本太高、模式陳舊等困境；中國臺灣雖然增長，但是受市場、人力成本、電力及地震等客觀條件限制，其建廠優(yōu)勢不如從前；韓國的三星及海力士在存儲器領(lǐng)域的氣勢非凡，但產(chǎn)能不足。因此，對于中國來說是個(gè)極好的機(jī)遇。 第四，中國巨大市場支撐。中國電子制造業(yè)驚人的市場發(fā)展速度也推動(dòng)了芯片需求的加速增長，即使目前新建的晶圓廠全部滿負(fù)荷生產(chǎn)也難以滿足中國市場的需求。隨著未來幾年中國大陸半導(dǎo)體晶圓廠商批量涌現(xiàn)，將逐漸削弱中國對進(jìn)口芯片的依賴，目前中國仍有很大一部分的芯片依賴進(jìn)口。 第五，產(chǎn)業(yè)資本發(fā)力。中國半導(dǎo)體業(yè)正處于大的變革之中，大基金的推出是一個(gè)重要標(biāo)志。隨著國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金項(xiàng)目啟動(dòng)，國內(nèi)龍頭企業(yè)陸續(xù)啟動(dòng)收購、重組，帶動(dòng)了整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)的大整合，集成電路的投資市場逐漸火熱。 處于長遠(yuǎn)利益和發(fā)展的戰(zhàn)略考慮，積極投入建設(shè)12寸晶圓廠以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)是完全必要，也是勢在必行的事，雖然短期內(nèi)想要在12寸線上趕超是很苦難的，但是機(jī)遇與挑戰(zhàn)同在！ 文/半導(dǎo)體行業(yè)觀察 劉燚 |
