全球12英寸制造时代即将来临
2004-10-13 09:44:42
来源:中国电子报
全球第一条12英寸硅片生产线于1997年在德国德累斯顿开始兴
建,由此开始了硅片由8英寸向12英寸过渡的序幕。
据iSuppli统计,2002年全球共有14座12英寸生产线,其中3
座,即21%为纯代工线。到2004年底,全球共有24座12英寸生产线,
其中有7座为纯代工线,占29%。iSuppli预测至2006年全球将有47
座12英寸生产线,而其中只有9座为纯代工生产线。
近日TSMC报道其90纳米12英寸芯片生产线已进入量产水平,即离
开了风险运行状态。另一家Intel宣布其在爱尔兰的12英寸生产线
也进入批量生产水平。可见12英寸芯片生产线正处于转移的关键阶段。
推动力来自何方
在摩尔定律驱使下,全球半导体工业义无反顾地向前推进,主要
表现为两大方面:硅片直径的增大及芯片的特征尺寸缩小,其中尤以
特征尺寸缩小为优先。
从直观概念上也可以看到,12英寸比8英寸硅片面积大了2.25倍,
而如果同样的一条生产线,即品种及工艺完全相同,从运营成本上12
英寸线仅增加30%,所以从长远看,向大直径硅片过渡是必然的。但
是并不等于说,现在市场上8英寸、6英寸甚至4英寸的芯片生产线就
一定马上被淘汰。目前12英寸仍不占绝对优势,增长的态势还不是很
快。
为什么一再推迟
据iSuppli今年7月报道,全球12英寸的fab实际上仅有55%的
工厂安装了设备,也即仍有45%的厂房空置。预计至2005年底能达67%
及2006年底达85%。分析其原因不外有以下几点。
第一,自2001年开始,半导体工业开始又一次下降周期,而且来
势十分凶猛,资金短缺。
第二,终端市场没有大的需求。
第三,几个重大的技术问题共同作用,即12英寸、铜互连及低k
介质材料。三个大问题堆积在一起,而且要同时得到解决,实属不易。
如12英寸的设备,不是简单的将8英寸设备托盘放大就能成功。经过
实践,发现许多设备要重新设计。铜互连工艺中,由于改变了沿用30
年之久的铝工艺,进展不是很顺利。尤其不好过关的是低k介质材料。
如果材料的k值低不过3.0,似乎就没有意义,然而k值要越低,其结
构越是疏松,在之后的CMP磨平工艺中,成品率很低。所以12英寸芯
片生产线,除了市场的因素之外,很主要的还是技术上不过关,成品
率低是最大的障碍。
第四,尽管12英寸从长远看,一定会占优势,但是至今,由于8
英寸生产线,大多已正常运作了6年-8年,早已过了设备的折旧期,
目前大多数还是稳守在0.13微米以上的8英寸生产线。
第五,12英寸芯片生产线的磨合尚需时间,至少要等到2007年或
者2008年才有可能达到全球硅片产出的30%,即每月产出12英寸硅片
约130万片左右。
12英寸硅片很可能是摩尔定律的最后硅基材料,其上升的速度,
由于受到市场需求的限制,不会很快。
分析家预言,即使有人要考虑更大直径的硅片,如16英寸或者18
英寸,那至少也是2010年之后的话题。所以,12英寸硅片最终成为半
导体工业的主流趋势不会改变。
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