半導體工藝：要做小也要做深

　　集成電路發展有兩大動力，一個是摩爾紅利驅動的邏輯工藝，一個是市場細分驅動的特色工藝。今年年初，華虹集團旗下華虹無錫項目一期（華虹七廠）首批功率器件產品交付，標志著中國大陸最先進的12英寸功率器件平臺成功實現量產。此前，積塔半導體特色工藝生產線正式搬入首臺光刻機，廈門士蘭12英寸特色工藝產線封頂并投產。一方面，世界前十的晶圓代工廠都對特色工藝有所布局，競爭壓力不容小覷；另一方面，特色工藝長尾效應明顯，市場碎片化且容量大，為我國半導體企業帶來發展機遇。

　　強手林立不乏競爭

　　相比以線寬為基準的邏輯工藝，特色工藝的競爭能力更加綜合，包括工藝、產品、服務、平臺等多個維度。賽迪顧問分析師呂芃浩表示，特色工藝的競爭點在于工藝的成熟度和穩定性，工藝平臺的多樣性，以及產品種類的豐富程度。芯謀研究總監王笑龍表示，特色工藝主要比拼廠商的技術經驗、服務能力和特殊化開發能力。

　　老牌IDM廠商，往往在產品設計能力占優。例如，英飛凌的IGBT已經做到650V，應用在電力電網、高鐵汽車等領域，具有更高的電壓阻斷能力和穩定性。而國內許多IGBT廠商難以達到同等的電壓阻斷能力，聚焦在650V以下但附加值較低的消費電子領域。同樣，對于晶圓代工廠商，能否在更低線寬做出同等性能的元器件，決定了廠商的工藝能力。雖然特色工藝不追求線寬，但線寬越低，就越能控制批量生產成本。

　　在拓璞產業研究院公布的2019年全球前十晶圓代工廠商中，排名第12位的臺積電、三星等都在特色工藝有所布局；排名第3、4位的格芯和聯電因為無力追趕先進制程步伐，分別在7nm節點和12nm節點中止了對制程節點的進一步開發，將主要精力轉向特色工藝。高塔、東部高科、世界先進則側重特色工藝，目前高塔RF-SOI、RF-CMOS等射頻元器件，以及BCD、CIS已經進展到65nm進程。

　　"臺積電等大廠也重視特色工藝，由于其體量龐大，即使投入相對小比例的資源到特色工藝，也不容小覷。國內廠商做特色工藝從來不缺乏競爭。"王笑龍說。

　　8英寸向12英寸邁進

　　從6英寸邁向8英寸，從8英寸邁向12英寸，是晶圓代工的大方向。2019年，無錫SK海力士二廠竣工投產，預計完全達產后將月產18萬片12英寸晶圓。華虹七廠12英寸生產線月產能規劃為4萬片，面向移動通信、物聯網、智能家居、人工智能、新能源汽車等新興應用領域的中高端芯片需要。粵芯半導體12英寸芯片生產線投產，采用130nm~180nm的平臺工藝，圍繞"產品差異化工藝制程"，鎖定高端模擬芯片、汽車電子、生物醫療檢測、5G前端模塊等產品方向。

　　除了投資設廠，亦有廠商通過收購獲得12英寸產能。聯電獲準收購與富士通半導體合資的12英寸晶圓廠三重富士通全部股權，預計聯電12英寸月產將增加20%以上。

　　半導體業內專家莫大康向記者表示，特色工藝現階段以8英寸為主，12英寸是少數，多為成熟制程，又分代工、IDM及非硅材料，中國在8英寸代工方面有優勢，但IDM競爭對手均是國際老牌大廠，優勢較難突破。在非硅材料方面，我國廠商起步較晚。

　　隨著工藝進入到90nm~55nm，12英寸相對8英寸效能更高，但挑戰不小。王笑龍表示，從90nm工藝開始，12英寸晶圓切入市場。相比8英寸，12英寸生產效率更高，在產品量大時能有效降低生產成本。但12英寸產線對于工藝指標要求更高，對于原材料的要求也更高。呂芃浩也表示，12英寸特色工藝整體成本是8英寸的80%左右，但是12英寸采用的多數是新設備，前期投入很大，如果產能爬坡不順利，可能陷入長期虧損。

　　現階段，8英寸的優勢仍舊明顯，將與12英寸長期并存。莫大康表示，8英寸具有設備折舊期已過、工藝相對成熟穩定、設備軟件升級較少受原廠控制等優勢。同時，8英寸特色工藝的線寬也開始步入90nm以下，例如三星的8英寸解決方案就包括了65nm的eFlash和70nm的顯示器驅動IC。未來12英寸、8英寸產能將繼續增加，長期并存。

　　長尾效應帶來市場機遇

　　數據顯示，2020年特色工藝的驅動力為混合信號芯片、射頻IC、汽車電子、MEMS傳感器、MCU、圖像傳感器和智能卡IC。據悉，eNVM是華虹宏力2018年第一大營收來源，主要包括智能卡芯片和MCU兩大類應用。同時，5G蜂窩網絡的部署，將大幅提升對RF技術的需求。

　　5G、物聯網、多攝像頭手機等新技術、新終端，將為特色工藝市場持續注入動能。王笑龍表示，近年來特色工藝市場需求最大的變化就是需求量持續暴漲，射頻通信、功率器件、MEMS、CIS、指紋和面部識別等產品對于晶圓的需求量不斷增長。碳化硅大功率器件是特色工藝市場的一個重要爆發點，技術基本成熟，市場正在快速起量的臨界點。呂芃浩表示，5G的商用對射頻芯片需求、物聯網對傳感器和藍牙芯片的需求、新能源汽車對功率器件和傳感器的需求、智能手機和機器視覺對圖像傳感器的需求都會是未來的市場爆發點。

　　"特色工藝技術面和產品面更寬，有很多長尾化和碎片化的市場，工藝也沒有絕對標準，沒有一家晶圓廠能通吃所有特色工藝產品。所以，國內廠商有立足的空間。"王笑龍說。

　　近年來國內的產能建設，也在廠內設施和設備形成優勢。"國外大廠由于年代久遠，設備陳舊，在新興特色工藝競爭中，中國許多新建廠具有優勢。"莫大康表示。

　　我國作為全球最大的半導體市場，為特色工藝發展提供了市場機遇。呂芃浩表示，國內企業特色工藝大多聚焦中低端，導致產品同質化嚴重。

　　但是我國是全球最大集成電路市場，特色工藝產品與市場應用緊密結合，應用企業應在產品開發初期與特色工藝企業密切互動，加強整機與特色工藝企業的協同創新。(記者 張心怡)

　　轉自：中國電子報

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