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半導體產業轉移至更大尺寸晶圓的腳步趨緩

上網時間: 2015年09月15日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:12吋  8吋  18吋  晶圓  產能 

較大的晶圓直徑能在每片晶圓上生產更多的晶片,也能因為能減緩材料與製程成本增加幅度,使得晶片成本降低;在歷史上,轉移至更大的晶圓直徑帶來了每單位尺寸20%以上的成本降低幅度。不過龐大的財務與技術障礙,仍持續阻礙半導體製造往18吋(450mm)晶圓的發展與轉移;因此產業界往更大尺吋晶圓發展的腳步顯著趨緩,各家半導體業者也積極將12吋(300mm)與8吋(200mm)晶圓的利用效益最大化。

市場研究機構IC Insights的最新全球晶圓產能報告(Global Wafer Capacity 2015-2019)顯示,以晶圓片尺寸來看,全球半導體產能在2014年仍以12吋晶圓為主流,預期此趨勢將延續至2019年。雖然18吋晶圓技術的開發仍繼續有所進展,但其步伐在2014年明顯變慢;目前業界大多數人認為,18吋晶圓的量產預期在2020年以前不會發生──不過其試產可能會提前1~2 年。IC Insights估計,2019年18吋晶圓在整體裝機產能(installed capacity)佔據的比例仍然非常小。

不同尺寸晶圓裝機產能比例
不同尺寸晶圓裝機產能比例

在大多數情況下,12吋晶圓會──也將一直會──被用以生產大量商用元件,例如DRAM與快閃記憶體、影像感測器與電源管理員建,以及晶片尺寸較大的複雜邏輯IC或零組件;在代工廠部分,則會透過結合來自不同的客戶訂單來填滿12吋晶圓廠產能。截至2014年底,全球有87座量產級晶圓廠是採用12吋晶圓(如下圖);未計入的還有數座12吋研發晶圓廠,以及少數幾座生產「非IC」產品如影像感測器與離散元件的高產量12吋晶圓廠。

生產IC的12吋晶圓廠數量
生產IC的12吋晶圓廠數量

12吋晶圓廠的數量在2013年出現過一次減少的情況──該年度有三座分別由台灣記憶體廠商茂德(ProMOS)與力晶(Powerchip)所營運的大型晶圓廠關閉,並將數座12吋新晶圓廠的開幕延遲到2014年。IC Insights估計,12吋晶圓廠數量的高峰將會落在115~120座──假設18吋晶圓廠將會在未來投入量產;至於量產8吋晶圓廠的最大數量則是210座(其數量在2014年底減少至154座)。

擁有最多12吋晶圓產能的廠商,包括記憶體業者三星(Samsung)、美光(Micron)、SK海力士(Hynix)、東芝(Toshiba)/SanDisk,晶片龍頭/MPU大廠英特爾(Intel),以及晶圓代工業者台積電(TSMC)與GlobalFoundries;這些公司所供應的IC受益於利用最大尺寸的晶圓,可將每個晶片的製造成本做最好的分攤。

而IC Insights預期,採用8吋晶圓的晶圓廠在未來許多年將持續獲利;這些晶圓廠被用以生產大量不同種類的IC,包括特殊記憶體、顯示器驅動IC、微控制器、類比元件以及MEMS元件。上述這些元件利用已經完全折舊的8吋晶圓廠生產是很實際的,8吋晶圓廠過去也是被用來生產現在於12吋晶圓廠生產的元件。而台積電、德州儀器(TI)與聯電(UMC)是三家目前擁有最多8吋晶圓廠產能的半導體業者。

編譯:Judith Cheng (參考原文)





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