晶圓直徑越大,每片晶圓能夠生產的芯片數(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量,從而降低單顆芯片的成本。從歷史數(shù)據來看,晶圓廠每一次采用大尺寸晶圓取代原有產線,單位面積生產成本可以降低20%。不過目前在450mm(18英寸)晶圓產線發(fā)展上遇到了資金和技術的雙重壓力,導致晶圓廠向450mm晶圓產線轉進的速度急劇放緩,半導體公司紛紛轉向努力增加300mm(12寸)和200mm(8寸)晶圓線的利用率。
根據IC Insights《2015~2019全球晶圓產能報告》,2014年300mm(12寸)晶圓產能占了全球60%以上,未來5年300mm晶圓產能占比還將持續(xù)增長。
450mm晶圓生產技術的開發(fā)依然取得了一些進展,但是整個開發(fā)速度從2014年開始已經極速降低?,F(xiàn)在大家一般預期450mm晶圓量產不會早于2020年,當然試量產的時間可能要早個一兩年。IC Insights預計到2019年,450mm晶圓的可用產能微乎其微。
300mm晶圓產線主要用于成產出貨量巨大的商用器件,例如DRAM、閃存、圖像傳感器、電源管理芯片以及芯片面積較大的復雜邏輯和微處理器芯片。
到2014年底,全球有87座量產級的300mm晶圓廠。還有幾座300mm晶圓廠主要面向研發(fā)(不提供大批量生產業(yè)務),另外有幾座量產級300mm晶圓廠生產的是圖像傳感器和分立器件等非標準集成電路產品,所以都沒有統(tǒng)計在87座晶圓廠名單內。
近年來,只有2013年在運行300mm晶圓廠的數(shù)量同比減少,當年ProMOS和Powerchip經營的三座300mm晶圓廠關閉,而準備投產的幾座新工廠則推遲到了2014年。到2019年,全球有望新增23座以上的12寸晶圓廠,考慮到450mm晶圓廠未來將進入量產,在運行12寸晶圓廠的峰值可能在115至120座之間。在運行的200mm(8寸)晶圓廠峰值為210座,到2014年底200mm晶圓廠僅剩154座。
擁有300mm產能最多的公司包括存儲器廠商(三星、美光、海力士與東芝/SanDisk)、全球最大半導體廠商英特爾、全球最大的兩家代工廠臺積電與GlobalFoundries。這些廠商通過采用大尺寸晶圓產線有效地降低了每顆芯片的制造成本。
200mm晶圓廠仍將長期維持盈利狀況,這些8寸廠大多被用于制造專用存儲器、顯示器驅動、微控制器、模擬產品以及MEMS產品等。在200mm晶圓產能方面,臺積電、德州儀器和聯(lián)電分居前三。
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