「名家專欄」中國晶片不可能放棄追趕7納米製程

2020-10-22

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作者：DIGITIMES莫大康

半導體業的最大特徵有兩條：一個是摩爾定律，每兩年工藝製程前進一個台階，基本上同樣工藝的產品，因為製程尺寸縮小，其產品成本可以下降約50%；另一個是規模化量產，所以有「印鈔機」與「呑金獸」之稱。

眾所周知涉及晶片製造業孕育著巨大風險，因為技術要求高，投資巨大等，而且要不斷的投入，讓許多「新進者」望而生畏。

但是近期在中國又掀起一輪「造芯」的高潮，許多地方政府都熱衷於興建各類晶片生產線，認為如果再不上馬生產線，已經跟不上「時代的步伐」。

儘管中國擁有全球最大的IC市場，是無可爭議的事實，但是它是屬於全球的，要取得訂單必須能從對手的手中去搶過來，需要競爭中勝出。

現階段中國真的沒有必要去興建那麼多條12吋先進工藝的晶片生產線，投資巨大，負擔太重。

如果市場定位僅在65-28納米段，由於對手太多，除了台積電，格羅方徳之外，還有三星、聯電等。

以下聯電的經歷值得思考，中國半導體業也一定不可倖免。

聯電講述它的28 納米製程經歷，這是當前晶圓代工產業最賺錢的服務，聯電是少數緊追在台積電之後開發出 28 納米製程的公司；但只要聯電一旦追上，台積電的 28 納米就會改版，「每次改版，客戶就會改用新的製程，」聯電只好再重新投資一次，台積電光是用這樣的方式，就已經把聯電拖累。

中國不可能放棄追趕7納米製程

儘管中國半導體業具有特殊性，它不可能學習聯電那樣放棄追趕7納米製程，無論如何要進行突破，解決0到1的能力問題。

因此能夠集中力量突破更先進的製程技術，或者具特色的工藝能力才是當務之急。

其實這樣的「衝動」已不是首次，可能也不可避免，但是不能總是這樣循環下去，而要設法去提高與改進。

誠然現階段中國半導體業的發展，可能並非存在哪種模式下一定優越，正是百花齊放的好時代。

但是對於它的風險性可能尚缺乏足夠的重視與認識。

因為半導體業有許多獨特的規律，其中生產線太分散，不但造成互相爭搶人材，力量不能集中，同時未來要保證生產線的連續運行是十分困難的。

因為我們無法與如三星、台積電、英特爾等大牌廠商相比擬，它們的單條生產線規模大，訂單穩定，設備廠可以從它的提供服務中獲得收益。

如今建設一條12吋晶片生產線的投資已經很高，少則30-50億美元，其中僅半導體設備的投資占70%以上。

如2017年美國加州UC Berkeley大學的理論數據，一條月產12吋矽片，50,000片的生產線，需要50台光刻機，10台大束流離子注入機，8台中束流離子注入機，40台付蝕機以及30台薄膜澱積設備等，估計各類設備的總計台(套)要超過500個。

(註：不同產品的工藝，其設備會有所不同)。

2017年台積電在中國台南建設新晶片生產線作環評時列出的數據：每日用水量20-25萬噸；日用電量150-222萬千瓦；及日污水排放16.5-17.6萬噸等。

除此之外由於晶片生產線中大量使用氮氣及清潔的壓縮空氣等，通常在生產線附近一定會建供氣站等。

縱觀全球各國與地區晶片產線布局集中不分散

其中最為關鍵的因素是要維持晶片生產線的連續不間斷運行，一定要得到原設備廠商的技術支持，它包括有兩個方面，一個是維修工程師能最快時間到達，另一個是要擁有足夠規模的另備件倉庫。

而原設備廠商在生產線附近地區設立服務中心，決定於已經安裝的設備總量，如果達不到一定規模時，設備廠商會因財務原因而採取「異地代管」模式。

所以在這個地區有原設備廠的服務中心，對於保證生產線連續運行是相當的關鍵。

舉個例子，一條年銷售額10億美元的生產線，如果生產線停擺1小時可能造成損失達114,155美元。

另外，晶片生產線的產業鏈很長，需要配套的項目很多，如果該地區能聚集多條的晶片生產線，那麼如氣體、掩膜等供應可能會有更多的集中服務。

半導體業需要有規模，才能產出更多的矽片，具有經濟效益，通常認為一條12吋晶片生產線月產能達30,000-40,000片是個財務臨界點。

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