晶片工藝一定越先進越好嗎？不一定！｜智慧產品圈

全球8英寸生產線正處於特殊的歷史時期。

由於大部分的8英寸生產線建於上世紀未，己經使用了近20年，按生產線的平均壽命約15年計，許多已到報廢的階段。

據ICInsight的數據，2016年底全球有8英寸矽片月產能520萬片及12英寸矽片月產能530萬片。

另據SEMI的數據，2007年全球有8英寸生產線199條，2015年時只有178條，預測2020年時將增加到191條，相當於2008年水平。

SEMI認為在2017至2021年期間，中國的8英寸產能會增加34%。

IC Insight的數據，至2016年底時全球8英寸產能前10排名中，台積電依11%居首，SMIC 4%居第6位，HHNEC依3%居第10位。

2015年全球8英寸的產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%。

01 物聯網時代8英寸生產線是熱點

移動技術正在催生物聯網，由於5G、雲計算AI等技術的發展，將推動全球物聯網市場發展，數以百億的智能終端將接入網絡，給晶片廠商帶來前所未有的機遇。

據2016年9月ICInsight對於物聯網的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，聯結體(M to M)，11.4B美元，可穿戴2.2B，工業應用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%。

02 8英寸生產線成熱點的原因：

先進工藝製程的研發投入太高，難得到更多客戶的青睞

通常一個產品的設計費用，如28nm需要投入700萬美元，那它的產品銷售額至少達到十倍，即7000萬美元，才能財務上平衡。

而如果產品的設計費用要3.57億美元，如10nm製程，那產品的銷售額要達到35.7億美元才能財務上平衡，顯然要尋找如此大應用數量的產品幾乎不太可能，導致先進工藝製程的客戶數量越來越少。

未來物聯網市場呈金字塔狀分散性

據GSMA預期，到2020年，全球互聯設備將突破270億台，移動互聯設備有望達到105億台，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絡能力技術的總稱)和消費類電子產品領域。

物聯網儘管是siliconization of everything，每樣東西都能「矽化」，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年時只有少數物聯網產品能售出1000萬個以上。

物聯網器件主要採用模擬及混合訊號，並不需要最先進工藝製程

令人欣慰的是許多物聯網器件主要採用模擬及混合訊號，它們並不需要採用那些最先進的工藝製程。

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製程的縮小，及不需要低閥值及微電流。

據此，在2015年時最廣泛採用的設計是130nm，實際上180nm也用得相當好，依兩倍的進程計，在未來幾年中，可能會採用到65、40及28nm工藝。

03 8英寸生產線的利弊分析

現階段全球8英寸生產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：8英寸設備由於另備件的來源少，導致維護困難，以及只有購買原廠的翻新設備，它的軟體升級才有可能等。

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8英寸生產線在物聯網中的應用是一次難得的機會，中國半導體業要動用產業鏈的力量緊緊抓住它。

04 建一條依國產設備為主的8英寸生產線

中國半導體設備廠有足夠的能力可以做8英寸設備，也己經產出不少種類的產品。

目前最大的問題是8英寸設備缺乏在生產線中穩定運行的數據及完善的維修與服務體系，其實這樣的過程對於國產半導體設備業是不可缺少的。

近期蔡南雄博士發表為什麼採用國產集成電路生產設備及材料困難時，由於沒有被大量釆用，無法積累可信的過往記錄( track record)，以及中科院劉明院士呼籲要給於國產半導體設備有試錯的機會。

進口的半導體設備，它們在產品出廠之前己經進行反覆多次的修改，所以產品相對的可用性好，而國產設備連這樣的機會都很少，怎麼能馬上變成令人可信的優秀產品。

因此建議依國家資金為主，建設一條集中最優秀的國產設備的8英寸生產線，進行成熟製程的產品量產，其中有一個主要目的，全面審視國產設備在生產線中實戰的表現，積累國產設備的數據，並加以不斷的完善，所以國產設備廠要全力以赴，把自己的產品真正推向市場化。

生產線的月產能可從10,000片啟步，逐漸擴大至5-6萬片，並建議最好選擇一家對於國產設備抱有充分信心的8英寸晶片製造商，顯然從產業角度要有相應的激勵措施。

由於國產半導體設備的品種不全，要聯成晶片生產線幾乎是不可能，因此採用「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。

有人說現在己有「聯合實驗室」，為什麼還要建一條晶片生產線。

顯然「聯合實驗室」是一個進步，但是與晶片生產線是無法比較，因為國產半導體設備必須要通過量產的考核，才能真正的達到實用化，把中國半導體設備業提高到一個新的高度。

05 結語

為什麼要建議儘快建立一條依國產半導體設備為主的8英寸生產線是基於國家的戰略高度，近期美國對華發起貿易戰的可能性上升，所以在任何時候要作出最不利的情況出現時的應對策略。

如果這條8英寸生產線建立，表征中國半導體設備製造商由「配角」轉換到「主角」的時機到來，是一次質的飛躍。

通過競爭勝出是個必然到來的過程，同時對於國產半導體設備製造商是個嚴峻的考驗，所以首先要有迎接困難的心態，關鍵是要有雷厲風行，一干到底的作風，把發現的問題能迅速的與晶片製造專家們合作起來共同的解決，讓這條8英寸生產線能持續的運行，維持高的產能利用率。

即便化上3-5年時間這一關如能順利的渡過，中國的半導體設備製造業才有光輝燦爛的明天。

莫大康：浙江大學校友，求是緣半導體聯盟顧問。

親歷50年中國半導體產業發展歷程的著名學者、行業評論家。