十年前,18英寸晶圓技術曾是半導體產(chǎn)業(yè)內(nèi)熱議的話題,當時不少雄心勃勃的芯片公司投以重資,卻紛紛鎩羽而歸。其中最大的原因是——成本。2004年,SEMI認為該領域需要投入的成本為250億至400億美元,2011年,Leti也認為差不多需要400億美元,一度還成立了全球18英寸聯(lián)盟(Global450Consortium)。LrLesmc
2011年,半導體制造聯(lián)盟Sematach負責人經(jīng)理TomJefferson曾表示,計劃從2013年年中至2014年初,將在紐約阿爾巴尼建立一條完整的18英寸生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線采用50中不同的設備類型。LrLesmc
然而這個18英寸聯(lián)盟成員卻目的各不相同,計劃中的50個設備類型來自不同的供應商,目的主要是數(shù)據(jù)開發(fā),以支持來自復雜供應商的各種設備類型。LrLesmc
TomJefferson還認為,非參與者,即聯(lián)盟之外的企業(yè)不太可能獲得很多18英寸的專利或者共享聯(lián)盟工作人員資源,以及不太可能享有和聯(lián)盟伙伴同樣的“財務杠桿伙伴關系”。LrLesmc
然而,即便是聯(lián)盟參與者,在晶圓良率測試方面也有優(yōu)先級,給人的印象是,不參加該計劃會降低生產(chǎn)線推廣的概率。LrLesmc
當時業(yè)內(nèi)已經(jīng)擔憂一些設備供應商可能會選擇遠離18英寸,專注于12英寸平臺的專業(yè)開發(fā),8納米節(jié)點對18英寸來說走到了一個歷史節(jié)點,SEMI在2011年曾經(jīng)做出過這樣一個判斷:“后COMS時代18英尺晶圓將是主流尺寸。在15-20年內(nèi),即使是MEMS、電源管理芯片等小批量成熟技術也可以遷移到18英寸廠”。不過SEMI還指出,一旦18英寸大規(guī)模上馬,會導致12英寸產(chǎn)能過剩,8英寸生產(chǎn)線的遷移也會受到影響。LrLesmc
CEA-Leti研究員MichelBrillouet給了當時的歐盟委員會幾個建議,大力開發(fā)18英寸晶圓技術拓展,暫時擱置對摩爾定律極限的討論,或者擱置18英寸的開發(fā),專注3D封裝和光刻機的研發(fā)。LrLesmc
不過18英寸最終戛然而止。LrLesmc
很長時間里我們都在討論關于18英寸晶圓的東西。LrLesmc
目前大約有130家公司擁有6英寸晶圓廠,而擁有8英寸晶圓廠的公司不到90家,擁有12英寸晶圓廠的公司只有24家。LrLesmc
晶圓直徑越大,每片晶圓能夠生產(chǎn)的芯片數(shù)量就越多,采用大尺寸晶圓,增加的成本(主要在材料和制作工序上)并不高,但是可以大幅增加產(chǎn)量,從而降低單顆芯片的成本。從歷史數(shù)據(jù)來看,晶圓廠每一次采用大尺寸晶圓取代原有產(chǎn)線,單位面積生產(chǎn)成本可以降低20%。LrLesmc
18英寸晶圓的面積是12英寸晶圓的2.25倍。如果建造18英寸晶圓廠,其wpm輸出與12英寸晶圓廠相同,則需要的晶圓廠數(shù)量減少大約2.25倍(由于較低的邊緣芯片損失甚至更少),25個內(nèi)存晶圓廠變成11個內(nèi)存晶圓廠,100個邏輯或其他晶圓廠變成44個晶圓廠。這些是要建造的更易于管理的晶圓廠數(shù)量。LrLesmc
相對應的運行晶圓廠所需的人員數(shù)量取決于晶圓的數(shù)量,由于晶圓的尺寸大數(shù)量少,晶圓廠所需的人數(shù)也會減少。LrLesmc
不幸的是,目前在18英寸晶圓產(chǎn)線發(fā)展上遇到了資金和技術的雙重壓力,導致晶圓廠向18英寸晶圓產(chǎn)線轉(zhuǎn)進的速度急劇放緩。開發(fā)18英寸的努力已經(jīng)結(jié)束,唯一的18英寸晶圓廠已經(jīng)退役。18英寸的工作與過去的晶圓尺寸轉(zhuǎn)換不同,在150mm時,英特爾是領導轉(zhuǎn)型并支付大量工作費用的公司,而在200mm時則是IBM。在12英寸時,設備公司承擔了很多成本,他們需要很長時間才能收回投資。LrLesmc
50mm的成本再次被推到設備公司身上,他們非常不愿意接受這種情況。2014年,英特爾(18英寸的主要驅(qū)動力之一)利用率低,42號晶圓廠閑置,因此他們將資源從18英寸撤下,臺積電也在18英寸上退讓,設備公司暫停開發(fā)工作,18英寸晶圓就此“死亡”。LrLesmc
在這一點上,重振18英寸可能為時已晚,ASML只是試圖生產(chǎn)足夠的EUV系統(tǒng)并將HighNA設備投入生產(chǎn)。12英寸的HighNAEUV系統(tǒng)已經(jīng)非常龐大——難以運輸系統(tǒng),制造更大的18英寸版本將是前所未有的工程挑戰(zhàn)。LrLesmc
半導體公司長期以來一直在短視地壓榨供應商的價格,這往往對自己的長期不利。起始晶圓就是一個很好的例子,價格已經(jīng)被壓低到晶圓制造商投資新產(chǎn)能不經(jīng)濟,現(xiàn)在該行業(yè)面臨短缺?,F(xiàn)在,只有短缺驅(qū)動的價格上漲才能最終使新的投資變得經(jīng)濟。LrLesmc
在接下來的十年中,由于我們在努力減少環(huán)境足跡的同時可能使我們的行業(yè)翻倍排放碳足跡,使用18英寸晶圓會使得減少碳排放容易得多。 LrLesmc
責編:Momoz