為什么要建議盡快建立一條依國產(chǎn)半導體設備為主的200mm生產(chǎn)線是基于國家的戰(zhàn)略高度，近期美國對華發(fā)起貿(mào)易戰(zhàn)的可能性上升，所以在任何時候要作出最不利的情況出現(xiàn)時的應對策略。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　-莫大康

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2017年8月7日

 

 

01、引言  

 

　　全球200mm生產(chǎn)線正處于特殊的歷史時期。由于大部分的200mm生產(chǎn)線建于上世紀未，己經(jīng)使用了近20年，按生產(chǎn)線的平均壽命約15年計，許多已到報廢的階段。

 

　　據(jù)ICInsight的數(shù)據(jù)，2016年底全球有8英寸硅片月產(chǎn)能520萬片及12英寸硅片月產(chǎn)能530萬片。

 

　　另據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，2007年全球有8英寸生產(chǎn)線199條，2015年時只有178條，預測2020年時將增加到191條，相當于2008年水平。SEMI認為在2017至2021年期間，中國的200mm產(chǎn)能會增加34%。

 

　　IC Insight的數(shù)據(jù)，至2016年底時全球200mm產(chǎn)能前10排名中，臺積電依11%居首，SMIC 4%居第6位，HHNEC依3%居第10位。

 

　　2015年全球200mm的產(chǎn)能按應用分別是模擬占11%，分立器件占14%，代工占47%，邏輯+MPU占21%，存儲器占3%及MEMS與其它占4%。

 

02、物聯(lián)網(wǎng)時代200mm生產(chǎn)線是熱點  

 

　　移動技術正在催生物聯(lián)網(wǎng)，由于5G、云計算AI等技術的發(fā)展，將推動全球物聯(lián)網(wǎng)市場發(fā)展，數(shù)以百億的智能終端將接入網(wǎng)絡，給芯片廠商帶來前所未有的機遇。

 

　　據(jù)2016年9月ICInsight對于物聯(lián)網(wǎng)的IC市場預測，2015年為154億美元，增長29%，2016年預測為184億美元，增長19%，按應用分，聯(lián)結體(M to M)，11.4B美元，可穿戴2.2B，工業(yè)應用3.5B，自駕7.87億美元及智能家庭為5.45億美元。而2017年預測為211億美元，增長為15%，至2019年預測為296億美元，增長17%。

 

03、200mm生產(chǎn)線成熱點的原因：  

 

　　先進工藝制程的研發(fā)投入太高，難得到更多客戶的青睞

　　通常一個產(chǎn)品的設計費用，如28nm需要投入700萬美元，那它的產(chǎn)品銷售額至少達到十倍，即7000萬美元，才能財務上平衡。而如果產(chǎn)品的設計費用要3.57億美元，如10nm制程，那產(chǎn)品的銷售額要達到35.7億美元才能財務上平衡，顯然要尋找如此大應用數(shù)量的產(chǎn)品幾乎不太可能，導致先進工藝制程的客戶數(shù)量越來越少。

 

　　未來物聯(lián)網(wǎng)市場呈金字塔狀分散性

　　據(jù)GSMA預期，到2020年，全球互聯(lián)設備將突破270億臺，移動互聯(lián)設備有望達到105億臺，新的市場機遇將進一步增多，主要集中在M2M(MachinetoMachine，即所有增強機器設備通信和網(wǎng)絡能力技術的總稱)和消費類電子產(chǎn)品領域。

 

　　物聯(lián)網(wǎng)盡管是siliconization of everything，每樣東西都能“硅化”，含有半導體，但是與之前的那些市場相比較，它的需求品種多，但量都不大，幾乎少有10億個出貨量，甚至1億個也少見。IBS估計在2020年時只有少數(shù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能售出1000萬個以上。

 

　　物聯(lián)網(wǎng)器件主要采用模擬及混合訊號，并不需要最先進工藝制程

　　令人欣慰的是許多物聯(lián)網(wǎng)器件主要采用模擬及混合訊號，它們并不需要采用那些最先進的工藝制程。它們需要的是More than Moore功能，包括有傳感器，電源，人機接口或者RF，它們的功能不需要如先進工藝制程的縮小，及不需要低閥值及微電流。據(jù)此，在2015年時最廣泛采用的設計是130nm，實際上180nm也用得相當好，依兩倍的進程計，在未來幾年中，可能會采用到65、40及28nm工藝。

 

04、200mm生產(chǎn)線的利弊分析  

 

　　現(xiàn)階段全球200mm生產(chǎn)線用火熱來形容不過份，然而也暴露出許多問題，如二手設備買不到，價格上升：200mm設備由于另備件的來源少，導致維護困難，以及只有購買原廠的翻新設備，它的軟件升級才有可能等。關鍵是二手設備的價格急劇上升，導致失去該有的吸引力。

 

　　但是200mm生產(chǎn)線在物聯(lián)網(wǎng)中的應用是一次難得的機會，中國半導體業(yè)要動用產(chǎn)業(yè)鏈的力量緊緊抓住它。

 

05、建一條依國產(chǎn)設備為主的200mm生產(chǎn)線  

 

　　中國半導體設備廠有足夠的能力可以做200mm設備，也己經(jīng)產(chǎn)出不少種類的產(chǎn)品。目前最大的問題是200mm設備缺乏在生產(chǎn)線中穩(wěn)定運行的數(shù)據(jù)及完善的維修與服務體系，其實這樣的過程對于國產(chǎn)半導體設備業(yè)是不可缺少的。

 

　　近期蔡南雄博士發(fā)表為什么采用國產(chǎn)集成電路生產(chǎn)設備及材料困難時，由于沒有被大量釆用，無法積累可信的過往記錄( track record)，以及中科院劉明院士呼吁要給于國產(chǎn)半導體設備有試錯的機會。進口的半導體設備，它們在產(chǎn)品出廠之前己經(jīng)進行反復多次的修改，所以產(chǎn)品相對的可用性好，而國產(chǎn)設備連這樣的機會都很少，怎么能馬上變成令人可信的優(yōu)秀產(chǎn)品。

 

　　因此建議依國家資金為主，建設一條集中最優(yōu)秀的國產(chǎn)設備的200mm生產(chǎn)線，進行成熟制程的產(chǎn)品量產(chǎn)，其中有一個主要目的，全面審視國產(chǎn)設備在生產(chǎn)線中實戰(zhàn)的表現(xiàn)，積累國產(chǎn)設備的數(shù)據(jù)，并加以不斷的完善，所以國產(chǎn)設備廠要全力以赴，把自己的產(chǎn)品真正推向市場化。生產(chǎn)線的月產(chǎn)能可從10,000片啟步，逐漸擴大至5-6萬片，并建議最好選擇一家對于國產(chǎn)設備抱有充分信心的200mm芯片制造商，顯然從產(chǎn)業(yè)角度要有相應的激勵措施。

 

　　由于國產(chǎn)半導體設備的品種不全，要聯(lián)成芯片生產(chǎn)線幾乎是不可能，因此采用“混合模式”在所難免，但是要乘此機會依市場的需求爭取突破幾項關鍵的設備。有人說現(xiàn)在己有“聯(lián)合實驗室”，為什么還要建一條芯片生產(chǎn)線。顯然“聯(lián)合實驗室”是一個進步，但是與芯片生產(chǎn)線是無法比較，因為國產(chǎn)半導體設備必須要通過量產(chǎn)的考核，才能真正的達到實用化，把中國半導體設備業(yè)提高到一個新的高度。

 

06、結語  

 

　　為什么要建議盡快建立一條依國產(chǎn)半導體設備為主的200mm生產(chǎn)線是基于國家的戰(zhàn)略高度，近期美國對華發(fā)起貿(mào)易戰(zhàn)的可能性上升，所以在任何時候要作出最不利的情況出現(xiàn)時的應對策略。

 

　　如果這條200mm生產(chǎn)線建立，表征中國半導體設備制造商由“配角”轉(zhuǎn)換到“主角”的時機到來，是一次質(zhì)的飛躍。通過競爭勝出是個必然到來的過程，同時對于國產(chǎn)半導體設備制造商是個嚴峻的考驗，所以首先要有迎接困難的心態(tài)，關鍵是要有雷厲風行，一干到底的作風，把發(fā)現(xiàn)的問題能迅速的與芯片制造專家們合作起來共同的解決，讓這條200mm生產(chǎn)線能持續(xù)的運行，維持高的產(chǎn)能利用率。即便化上3-5年時間這一關如能順利的渡過，中國的半導體設備制造業(yè)才有光輝燦爛的明天。