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莫大康:让200mm生产线更有作为|求是缘半导体联盟

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  为什么要建议尽快建立一条依国产半导体设备为主的200mm生产线是基于国家的战略高度 ,近期美国对华提倡贸易战的可能性上升 ,所以在任何时候要作出最倒运的情况泛起时的应对战略。
                                                   -莫大康
                                                 2017年8月7日
 
 
01、引言  
 
  全球200mm生产线正处于特殊的历史时期。由于大部分的200mm生产线建于上世纪未 ,己经使用了近20年 ,按生产线的平均寿命约15年计 ,许多已到报废的阶段。
 
  据ICInsight的数据 ,2016年底全球有8英寸硅片月产能520万片及12英寸硅片月产能530万片。
 
  另据SEMI的数据 ,2007年全球有8英寸生产线199条 ,2015年时只有178条 ,预测2020年时将增加到191条 ,相当于2008年水平。SEMI认为在2017至2021年期间 ,中国的200mm产能会增加34%。
 
  IC Insight的数据 ,至2016年底时全球200mm产能前10排名中 ,台积电依11%居首 ,SMIC 4%居第6位 ,HHNEC依3%居第10位。
 
  2015年全球200mm的产能按应用划分是模拟占11% ,分立器件占14% ,代工占47% ,逻辑+MPU占21% ,存储器占3%及MEMS与其它占4%。
 
02、物联网时代200mm生产线是热点  
 
  移动技术正在催生物联网 ,由于5G、云盘算AI等技术的生长 ,将推动全球物联网市场生长 ,数以百亿的智能终端将接入网络 ,给芯片厂商带来前所未有的机缘。
 
  据2016年9月ICInsight关于物联网的IC市场预测 ,2015年为154亿美元 ,增长29% ,2016年预测为184亿美元 ,增长19% ,按应用分 ,联结体(M to M) ,11.4B美元 ,可衣着2.2B ,工业应用3.5B ,自驾7.87亿美元及智能家庭为5.45亿美元。而2017年预测为211亿美元 ,增长为15% ,至2019年预测为296亿美元 ,增长17%。
 
03、200mm生产线成热点的原因:  
 
  先进工艺制程的研发投入太高 ,难获得更多客户的青睐
  通常一个产品的设计用度 ,如28nm需要投入700万美元 ,那它的产品销售额至少抵达十倍 ,即7000万美元 ,才华财务上平衡。而如果产品的设计用度要3.57亿美元 ,如10nm制程 ,那产品的销售额要抵达35.7亿美元才华财务上平衡 ,显然要寻找如此大应用数量的产品险些不太可能 ,导致先进工艺制程的客户数量越来越少。
 
  未来物联网市场呈金字塔状疏散性
  据GSMA预期 ,到2020年 ,全球互联设备将突破270亿台 ,移动互联设备有望抵达105亿台 ,新的市场机缘将进一步增多 ,主要集中在M2M(MachinetoMachine ,即所有增强机械设备通信和网络能力技术的总称)和消费类电子产品领域。
 
  物联网尽管是siliconization of everything ,每样工具都能“硅化” ,含有半导体 ,可是与之前的那些市场相比较 ,它的需求品种多 ,但量都不大 ,险些少有10亿个出货量 ,甚至1亿个也少见。IBS预计在2020年时只有少数物联网产品能售出1000万个以上。
 
  物联网器件主要接纳模拟及混淆讯号 ,并不需要最先进工艺制程
  令人欣慰的是许多物联网器件主要接纳模拟及混淆讯号 ,它们并不需要接纳那些最先进的工艺制程。它们需要的是More than Moore功效 ,包括有传感器 ,电源 ,人机接口或者RF ,它们的功效不需要如先进工艺制程的缩小 ,及不需要低阀值及微电流。据此 ,在2015年时最广泛接纳的设计是130nm ,实际上180nm也用得相当好 ,依两倍的进程计 ,在未来几年中 ,可能会接纳到65、40及28nm工艺。
 
04、200mm生产线的利弊剖析  
 
  现阶段全球200mm生产线用火热来形容不过份 ,然而也袒露出许多问题 ,如二手设备买不到 ,价格上升:200mm设备由于另备件的来源少 ,导致维护困难 ,以及只有购置原厂的翻新设备 ,它的软件升级才有可能等。要害是二手设备的价格急剧上升 ,导致失去该有的吸引力。
 
  可是200mm生产线在物联网中的应用是一次难得的时机 ,中国半导体业要动用工业链的力量紧紧抓住它。
 
05、建一条依国产设备为主的200mm生产线  
 
  中国半导体设备厂有足够的能力可以做200mm设备 ,也己经产出不少种类的产品。目前最大的问题是200mm设备缺乏在生产线中稳定运行的数据及完善的维修与效劳体系 ,其拭魅这样的历程关于国产半导体设备业是不可缺氨赡。
 
  近期蔡南雄博士宣布为什么接纳国产集成电路生产设备及质料困难时 ,由于没有被大宗釆用 ,无法积累可信的过往纪录( track record) ,以及中科院刘明院士呼吁要给于国产半导体设备有试错的时机。进口的半导体设备 ,它们在产品出厂之前己经进行重复多次的修改 ,所以产品相对的可用性好 ,而国产设备连这样的时机都很少 ,怎么能马上酿成令人可信的优秀产品。
 
  因此建议依国家资金为主 ,建设一条集中最优秀的国产设备的200mm生产线 ,进行成熟制程的产品量产 ,其中有一个主要目的 ,全面审视国产设备在生产线中拭魅战的体现 ,积累国产设备的数据 ,并加以不绝的完善 ,所以国产设备厂要全力以赴 ,把自己的产品真正推向市场化。生产线的月产能可从10,000片启步 ,逐渐扩大至5-6万片 ,并建议最好选择一家关于国产设备抱有充分信心的200mm芯片制造商 ,显然从工业角度要有相应的激励步伐。
 
  由于国产半导体设备的品种不全 ,要联成芯片生产线险些是不可能 ,因此接纳“混淆模式”在所难免 ,可是要乘此时机依市场的需求争取突破几项要害的设备。有人说现在己有“联合实验室” ,为什么还要建一条芯片生产线。显然“联合实验室”是一个进步 ,可是与芯片生产线是无法比较 ,因为国产半导体设备必须要通过量产的考核 ,才华真正的抵达实用化 ,把中国半导体设备业提高到一个新的高度。
 
06、结语  
 
  为什么要建议尽快建立一条依国产半导体设备为主的200mm生产线是基于国家的战略高度 ,近期美国对华提倡贸易战的可能性上升 ,所以在任何时候要作出最倒运的情况泛起时的应对战略。
 
  如果这条200mm生产线建立 ,表征中国半导体设备制造商由“配角”转换到“主角”的时机到来 ,是一次质的奔腾。通过竞争胜出是个一定到来的历程 ,同时关于国产半导体设备制造商是个严峻的考验 ,所以首先要有迎接困难的心态 ,要害是要有雷厉流行 ,一干究竟的作风 ,把发明的问题能迅速的与芯片制造专家们相助起来配合的解决 ,让这条200mm生产线能连续的运行 ,维持高的产能利用率。即便化上3-5年时间这一关如能顺利的度过 ,中国的半导体设备制造业才有辉煌辉煌的明天。
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