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半導體設備業的「合作」難題

上網時間: 2009年07月23日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:半導體設備  Semicon West  合作 

在Semicon West期間的一場記者會上,兩大半導體設備廠應材(Applied Materials)與TEL (Tokyo Electron Ltd)的高層正好在貴賓桌上分坐兩端;這也許是巧合,但也可能不是──畢竟這兩家公司向來是死對頭,雙方大有理由王不見王。

不過,也許未來有這麼一天,向來各自為政的晶圓廠設備業的競爭廠商們,會坐下來共進午餐,甚至聯手訂定技術規格、合作推動新設備研發案,好讓產業界跟上摩爾定律(Moore’s Law)的腳步…這也是今年Semicon West上,不少業者們的期望。

在該展會上出現的緊急呼聲,是希望IC業者們在研發上進行更多合作,特別是設備製造商;在經費拮据的情況下,設備供應商得團結起來,才能降低成本與風險。

這對於某些(不是全部)技術來說特別需要,例如18吋晶圓與超紫外光(EUV)微影;此外新一代微影架構、量測以及矽穿孔(through-silicon-vias,TSV)等,也都是需要龐大研發經費才能有所進展的技術案例。

簡而言之,產業觀察家認為,如果晶圓設備供應商們繼續假裝一切如常、繼續各自為政,兩年一次的製程週期(process cycle)進展速度將會減緩。而這些總是拒絕相互合作的設備廠,也恐怕將會一步步走向滅亡之路。

應材資深副總裁暨矽晶系統事業部門(Silicon Systems Group)總經理Tom St. Dennis提出警告:「現有的晶圓製造設備產業規模,根本不足以負擔追隨摩爾定律、提供客戶尖端設備與製程技術所需的龐大研發支出。」

St. Dennis表示,為了支援客戶跟上技術藍圖並提供關鍵服務,該公司認為已有建立新業務模式、以及建立聯盟關係來最佳化產業資源利用的需要。(St. Dennis在該場記者會上,就是與TEL美國分公司的總經理Harvey Frye分坐貴賓桌兩端)

這些年來,有不少晶片供應商與設備業者的合作案例,設備業者也會與研發機構進行合作,例如Albany Nanotech、IMEC、Selete、Sematech與SRC;可見合作是有用的。設備製造商之間也曾有過各種研發合作,但僅限於有助於業務發展且雙方無競爭關係的情況。

但晶圓廠設備產業的研發模式卻仍在黑暗時代,這些廠商(特別是競爭對手之間)互不信任也拒絕合作。例如應材與TEL,就很難想像會進行合作;看這兩家公司的自動測試設備(ATE)業務就可發現,他們各自支持不同的產業聯盟與通用平台,可惜都不順利。

也許半導體設備業者該與IC業者學學,該如何與競爭者合作來降低研發成本;如IBM的聯盟就是一個模範,那裡有一群對手為了共同的利益攜手開發製程技術。

設備產業有太多理由需要合作,其中一個就是微影技術的發展。目前193奈米浸潤式微影,被視為可支援32/28奈米製程節點;但到了22奈米節點,微影技術選項除了193奈米浸潤式技術,還有雙圖案(double-patterning)、無光罩(maskless)與奈米壓印(nanoimprint)。

到了15奈米製程節點,EUV技術是最被看好的,不過目前該技術的研發卻因相關檢測設備的落差而出現瓶頸;據了解,開發EUV檢測設備還需投入2億美元的經費。而奈米壓印、無光罩技術相關設備的開發,也同樣面臨缺錢窘境。

對此KLA-Tencor行銷長Brian Trafas認為,要實現下一代的檢測設備與技術,建立新的募資與資源共享機制是可行的;例如KLA-Tencor就正與Sematech的成員共同合作,研發最新的光罩檢測工具。

但Trafas表示,像是EUV技術開發所需的龐大成本,傳統的募資與研發模式恐怕會難以支撐;這類研發案除了所費不貲,投資報酬率也不明。因此有人認為,得靠像應材、TEL這樣相互競爭的大廠聯手,才能降低開發EUV檢測設備的研發成本。

不過Trafas也坦承,實在難以想像應材與TEL會願意合作,不說兩家設備供應商的死對頭關係,要談聯手,智慧財產權就是一個顧慮。

18吋晶圓也是引發產業合作議題的另一項艱難技術;雖然英特爾(Intel)、台積電(TSMC)與三星(Samsung)已經站出來相挺,但如果設備供應商不買帳,這些晶片大廠難道得自己去搞設備嗎?據統計,催生18吋晶圓廠所需經費是200億到400億美元!

除了一再呼籲產業界合作,今年的Semicon West就在如此沉悶的氣氛下進行,據說不但參展攤位較往年減少,參觀人數也很冷清。不少大廠都沒出現在展場,改在場外設置針對客戶與產業分析師開放的會議室。而展會期間也很少有新產品、新技術的發表。

(參考原文: IC-equipment collaboration: Fact or fiction?,by Mark LaPedus)

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