半導(dǎo)體業(yè)的最大特征有兩條:一個(gè)是摩爾定律,每?jī)赡旯に囍瞥糖斑M(jìn)一個(gè)臺(tái)階,基本上同樣工藝的產(chǎn)品,因?yàn)橹瞥坛叽缈s小,其產(chǎn)品成本可以下降約50%;另一個(gè)是規(guī)?;慨a(chǎn),所以有“印鈔機(jī)”與“呑金獸”之稱。
眾所周知涉及芯片制造業(yè)孕育著巨大風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)榧夹g(shù)要求高,投資巨大等,而且要不斷的投入,讓許多“新進(jìn)者”望而生畏。
但是近期在中國(guó)又掀起一輪“造芯”的高潮,許多地方政府都熱衷于興建各類芯片生產(chǎn)線,認(rèn)為如果再不上馬生產(chǎn)線,已經(jīng)跟不上“時(shí)代的步伐”。
盡管中國(guó)擁有全球最大的IC市場(chǎng),是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí),但是它是屬于全球的,要取得訂單必須能從對(duì)手的手中去搶過(guò)來(lái),需要競(jìng)爭(zhēng)中勝出。
現(xiàn)階段中國(guó)真的沒(méi)有必要去興建那么多條12英寸先進(jìn)工藝的芯片生產(chǎn)線,投資巨大,負(fù)擔(dān)太重。如果市場(chǎng)定位僅在65-28納米段,由于對(duì)手太多,除了臺(tái)積電,格羅方徳之外,還有三星、聯(lián)電等。以下聯(lián)電的經(jīng)歷值得思考,中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)也一定不可幸免。
聯(lián)電講述它的28 納米制程經(jīng)歷,這是當(dāng)前晶圓代工產(chǎn)業(yè)最賺錢的服務(wù),聯(lián)電是少數(shù)緊追在臺(tái)積電之后開(kāi)發(fā)出 28 納米制程的公司;但只要聯(lián)電一旦追上,臺(tái)積電的 28 納米就會(huì)改版,「每次改版,客戶就會(huì)改用新的制程,」聯(lián)電只好再重新投資一次,臺(tái)積電光是用這樣的方式,就已經(jīng)把聯(lián)電拖累。
盡管中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)具有特殊性,它不可能學(xué)習(xí)聯(lián)電那樣放棄追趕7納米制程,無(wú)論如何要進(jìn)行突破,解決0到1的能力問(wèn)題。因此能夠集中力量突破更先進(jìn)的制程技術(shù),或者具特色的工藝能力才是當(dāng)務(wù)之急。
其實(shí)這樣的“沖動(dòng)”已不是首次,可能也不可避免,但是不能總是這樣循環(huán)下去,而要設(shè)法去提高與改進(jìn)。
誠(chéng)然現(xiàn)階段中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展,可能并非存在哪種模式下一定優(yōu)越,正是百花齊放的好時(shí)代。但是對(duì)于它的風(fēng)險(xiǎn)性可能尚缺乏足夠的重視與認(rèn)識(shí)。因?yàn)榘雽?dǎo)體業(yè)有許多獨(dú)特的規(guī)律,其中生產(chǎn)線太分散,不但造成互相爭(zhēng)搶人材,力量不能集中,同時(shí)未來(lái)要保證生產(chǎn)線的連續(xù)運(yùn)行是十分困難的。因?yàn)槲覀儫o(wú)法與如三星、臺(tái)積電、英特爾等大牌廠商相比擬,它們的單條生產(chǎn)線規(guī)模大,訂單穩(wěn)定,設(shè)備廠可以從它的提供服務(wù)中獲得收益。
芯片制造生產(chǎn)線的基本狀況
如今建設(shè)一條12英寸芯片生產(chǎn)線的投資已經(jīng)很高,少則30-50億美元,其中僅半導(dǎo)體設(shè)備的投資占70%以上。如2017年美國(guó)加州UC Berkeley大學(xué)的理論數(shù)據(jù),一條月產(chǎn)12英寸硅片,50,000片的生產(chǎn)線,需要50臺(tái)光刻機(jī),10臺(tái)大束流離子注入機(jī),8臺(tái)中束流離子注入機(jī),40臺(tái)付蝕機(jī)以及30臺(tái)薄膜淀積設(shè)備等,估計(jì)各類設(shè)備的總計(jì)臺(tái)(套)要超過(guò)500個(gè)。(注:不同產(chǎn)品的工藝,其設(shè)備會(huì)有所不同)。
2017年臺(tái)積電在中國(guó)臺(tái)南建設(shè)新芯片生產(chǎn)線作環(huán)評(píng)時(shí)列出的數(shù)據(jù):每日用水量20-25萬(wàn)噸;日用電量150-222萬(wàn)千瓦;及日污水排放16.5-17.6萬(wàn)噸等。
除此之外由于芯片生產(chǎn)線中大量使用氮?dú)饧扒鍧嵉膲嚎s空氣等,通常在生產(chǎn)線附近一定會(huì)建供氣站等。
芯片生產(chǎn)線要集中布局
縱觀全球各國(guó)與地區(qū),它們的芯片生產(chǎn)線布局一定是相對(duì)集中,不會(huì)分散。
其中最為關(guān)鍵的因素是要維持芯片生產(chǎn)線的連續(xù)不間斷運(yùn)行,一定要得到原設(shè)備廠商的技術(shù)支持,它包括有兩個(gè)方面,一個(gè)是維修工程師能最快時(shí)間到達(dá),另一個(gè)是要擁有足夠規(guī)模的另備件倉(cāng)庫(kù)。
而原設(shè)備廠商在生產(chǎn)線附近地區(qū)設(shè)立服務(wù)中心,決定于已經(jīng)安裝的設(shè)備總量,如果達(dá)不到一定規(guī)模時(shí),設(shè)備廠商會(huì)因財(cái)務(wù)原因而采取“異地代管”模式。
所以在這個(gè)地區(qū)有原設(shè)備廠的服務(wù)中心,對(duì)于保證生產(chǎn)線連續(xù)運(yùn)行是相當(dāng)?shù)年P(guān)鍵。舉個(gè)例子,一條年銷售額10億美元的生產(chǎn)線,如果生產(chǎn)線停擺1小時(shí)可能造成損失達(dá)114,155美元。
另外,芯片生產(chǎn)線的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng),需要配套的項(xiàng)目很多,如果該地區(qū)能聚集多條的芯片生產(chǎn)線,那么如氣體、掩膜等供應(yīng)可能會(huì)有更多的集中服務(wù)。
半導(dǎo)體業(yè)需要有規(guī)模,才能產(chǎn)出更多的硅片,具有經(jīng)濟(jì)效益,通常認(rèn)為一條12英寸芯片生產(chǎn)線月產(chǎn)能達(dá)30,000-40,000片是個(gè)財(cái)務(wù)臨界點(diǎn)。
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