不追隨摩爾定律，老晶圓廠們該如何尋求新生？

2020-09-15

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在美國有一個位於明尼蘇達州布盧明頓(Bloomington, Minnesota)的8吋晶圓廠，是在1986年由計算機業者Control Data所建立，在1991年被Cypress收購，並於2008年開始以Cypress之名首度對外營業；一年前，該晶圓廠以3,000萬美元出售給一家私募股權業者，成為一家獨立晶圓代工廠。

這家現在名叫SkyWater的晶圓代工廠，座落於布盧明頓美國購物中心(Mall of America)附近的辦公園區，目前每季產能約4萬5,000片晶圓；與晶圓代工大廠GlobalFoundries的12吋晶圓廠Fab 8每月8萬片晶圓產能相比較，是非常小的數字。

SkyWater目前的生產線以90奈米為主，最小節點可支持65奈米製程，近期並沒有建置更精細製程節點的計劃。

因為是私有公司，SkyWater不透露其財務狀況；該公司總裁Thomas Sonderman僅表示，其晶圓代工業務營收大約是一年數億美元營收。

雖然與晶圓代工龍頭台積電(TSMC)相比較大約低了兩個等級，但該公司的複合平均年成長率(CAGR)號稱達30%，超越產業界8吋晶圓廠平1~2%的平均值，也高於12吋晶圓廠8%的平均值。

Cypress還是SkyWater最大的客戶，委託該廠生產汽車與物聯網(IoT)晶片；此外其最新成長動力則來自於客制化生產。

SkyWater表示，他們能支持晶片設計業者採用非標準化元素、特殊結構或是大尺寸接合式(stitched)晶片；全球大多數先進晶圓代工業者通常是儘量避免提供客制化服務，該公司則是反其道而行。

雖然也有像是麻省理工學院林肯實驗室(MIT Lincoln Labs)等研發中心，能為研究項目提供客制化製程，但並不能支持量產；而SkyWater的目標則是除了為客戶提供諸如超導體、光子、醫療電子、抗輻射組件等特殊技術，也能滿足可能僅有1萬片數量的生產需求。

該公司表示，較大規模的晶圓廠會缺乏能以這些產品獲利的靈活性。

一家以生產90奈米製程為主的8吋晶圓廠（來源：SkyWater）

SkyWater的核心技術之一是打造矽超導體的能力，是該公司晶圓廠內部研發成果；加拿大量子計算機業者D-Wave在2015年宣布將其量子運算產品轉至該晶圓廠生產(當時該廠仍屬於Cypress)，良率在第一輪生產時有所提升。

Sonderman並未提及特定客戶名稱，但表示該晶圓廠已經生產了超過1萬片晶圓的DNA定序(DNA sequencing)晶片；該類組件通常應用於微流體裝置，能根據晶片內儲存的DNA標本來偵測電氣變化。

其他該廠未來可能生產的組件，包括監測糖尿病或者藥物投放的晶片。

此外SkyWater還建立了非揮發性內存SONOS的專利技術，並授權給聯電(UMC)；該廠也能打造軍用與商用紅外線影像傳感器，支持自動駕駛、抬頭顯示器等應用。

該公司表示，目前美國政府的合約占據其15%營收，成長性看好；Sonderman認為，雖然競爭對手GlobalFoundries也看好相同業務，但因為SkyWater的技術實力以及無外資的背景，會更具優勢。

編譯：Judith Cheng

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2020-08-26

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