[网贷清退名单]是什么阻止了在18寸(450mm)晶圆上出产芯片

时间:2019-12-21 23:48:13 作者:河北军友新能源科技有限公司 热度:99℃
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今朝世界上芯片的产能跨越70%是12寸(300mm)晶圆,而第一条12寸Fab线迄今已近二十年,为什么我们还看不到下一代18寸(450mm)晶圆厂呢?

一、

起首,我们先看看为什么下一代非得是18寸,而不是14寸或者16寸呢?这是个有趣的题目。

在90年月,仍以为本身执半导体盟主的日本人,曾组织了一个超等硅晶研究所,试图直接从200mm晶圆晋升到400mm。

日本人成功拉出了一米多长的400mm晶棒,以为手艺上可以实现450mm,但需要一口年夜锅,但还真没这么年夜的锅。

拉晶炉底下是个石英锅(坩埚),用来融化多晶硅碎块。做一口纯净无比的二氧化硅年夜锅,倒是个崇高尊贵的手艺活。

同时,为了拉450mm的晶棒,锅里大要要放一吨的硅块,比煮300mm的汤重一倍,并且提拉的也会多用十几小时。

若何让这一年夜锅像熔岩一样的硅浆糊一向节制在不变的温度下,硅棒提拉和扭转速度也都极其不变,成为比300mm更年夜的挑战。

后来,还不竭有各类用小锅不断加料的方式被设计出来。

固然都不轻易,但半导体届对这点坚苦暗示不屑一顾。

由于 200mm x 1.5=300mm

所以 300mm x 1.5=450mm

就如许。

二、

汗青上更年夜的硅片都使得单元面积芯片本钱明显降低,不外事实是怎么降低的,倒是个复杂的题目。

芯片出产流程中,设备本钱和时候本钱是两年夜焦点要素。

450mm晶圆的面积是300mm的2倍多,那么出产效率也可所以两倍吗?

很遗憾,并不是如许算。

更年夜的晶圆并不克不及节流光刻和测试等工艺的时候,只能节流晶圆装载、蚀刻、各类洁净打磨等时候。

那么增添的设备本钱可否真的转换为更高的出产效率呢?

谜底是:不知道。

300mm晶圆厂制造本钱中光刻据说已经占了一半,这个比例远高于200mm厂。

SEMI曾猜测每个450mm晶圆厂将耗资100亿美元,但单元面积芯片本钱只下降8%。

三、

由于450mm晶圆涉及到整个财产链上下流的庞年夜转变,总投进是千亿美元量级的,半导体业界再也没有一家牛到可以或许独家制订尺度和承担风险。

这时仍是需要产学研加上当局指导。

2011年新上任的纽约州州长Andrew Cuomo力主搞了个年夜政绩。

Cuomo成功邀到芯片五强(IBM、英特尔、格芯、台积电和三星)在纽约州年夜幅度研发下一代芯片手艺,大师亮相投资44亿美金推进450mm,这就是全球450同盟(G450C)。

这个同盟的要害根本是纽约州立年夜学理工学院(SUNY Poly)的实力和IBM微电子年夜本营多年在该州的耕作,还有纽约州承诺的当局补助。

Cuomo还拉着尼康配合出资3.5亿美元搞出450mm浸进式光刻机。

欧盟在更早时候搞过一个EEMI450的合作打算,以色列也搞过一个Metro450。

然而所有的合作都没有使450mm成功。

四、

无心硬件的IBM把半导体部卖给了格芯,但格芯并没有足够的钱往搞450mm这么年夜的工程,最后白白损掉了一年夜笔之前的投进。

缺钱也许是后来格芯抛却7nm研发的一个原因吧。IBM一向是SOI手艺的倡导者,格芯算是继续了遗志。

英特尔实在是最积极推进450mm的公司。但事不凑巧,G450C时代(2011-2016)恰好是英特尔搞14nm Broadwell的时候。

被用到极限的DUV光刻机和复杂的FinFET使得英特尔那时良率很是低,路线图各类耽搁。解决不了手艺题目,分心往上450mm晶圆意义也不年夜。

ASML也正在EUV光刻机中挣扎,光源效率等题目一向拖后量产的时候表。资金压力使ASML率先公布退出450mm合作。

固然有尼康光刻机撑持,可是假如450mm整体良率和效率并不克不及明显晋升的话,本钱并不会比300mm低。

从过程看,三星和台积电似乎是最不积极的。那时它们还在搞20nm,做450mm年老的价格估量它们都很清晰。

当初300mm晶圆厂上马的时辰,大要有七、八家芯片巨子步伐一致,这使得风险均派了。

四、

SUNY Poly的CEO在2016年因丑闻下台,英特尔又一向陷在10nm的泥潭里,没有公司再愿意牵头,G450C同盟彻底崩溃。

Cuomo州长却是一向蝉联到今天,看来会搞经济的带领在哪里都受接待。

错过了独逐一次机会,不再有领头羊公司搞450mm晶圆,450mm的经济性是否存在酿成了无法知道的谜。

且不说是否有合适的经济模子来模拟450mm的各类设备本钱增添,以及各类出产效率和利用率,每一步的良率都是极其不成猜测的变量。

按照450mm晶圆厂的上百亿美元投资程度,能玩的只剩英特尔、三星和台积电三家了。而很较着,此次它们步伐一致地把钱投到EUV。

汗青上的纪律是在新的晶圆尺寸上开辟新的制程手艺,好比200mm厂年夜多还逗留在90nm。但今朝我们完全看不到300mm厂上手艺研发住手的迹象。

(图:300mm和450mm晶圆)

五、

今朝在300mm上开辟新一款7nm芯片的初始本钱可能已经有3亿美元,那么在450mm上估量数字更可骇。

今朝市场上PC已经饱和,手机也接近饱和,新的应用如IOT等还相对较弱。在整个半导体业不景气时,巨额投资月产几万片450mm的晶圆厂,若何消化产能也是个很实际的题目。

也许,真的要比及摩尔定律走到物理极限和遍地都是机械人的时代,我们才有机遇从头看到450mm的启动。


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