《商业周刊》:300毫米晶圆将掀半导体业革命

《商业周刊》:300毫米晶圆将掀半导体业革命

     半导体行业每10年左右都要经历一次改变其基础的质的变化。现在，半导体行业正处在这样的转变之中，只是这一次的转变要比以前的任何一次都大。这次变革的主要特点是半导体行业将采用尺寸加大的晶圆。将于11月11日出版的《商业周刊》亚洲版的封面故事称300毫米晶圆技术是一场“法国大革命式的革命”，多数芯片厂商将无法承受几十亿美元的投资而选择代工，而亚洲则是代工的重镇。
    
     新的直径300毫米（12英寸）的晶圆与目前使用的200毫米（8英寸）晶圆相比似乎并没有大的飞跃。但是，直径增加50%的晶圆，用来切割芯片的面积可增加2.25倍，而加工成本只增加20%。这有助于在未来的几年里持续降低芯片的价格，从而影响到使用芯片的各种产品。
    
     不过，300毫米晶圆最深远的影响还在于它将对全球芯片行业进行重新洗牌。除了最大的厂商之外，其它厂商为了避免激烈的竞争，最聪明的选择可能还是“无加工线”工厂。一家能够处理300毫米晶圆片的工厂至少要投资25亿美元，有些工厂的投资要超过35亿美元。只有少数几个传统的芯片厂商才有理由进行这样的投资，因为这些投资数十亿美元的晶圆加工厂每年的销售收入至少达到60亿美元才能够有投资回报。
    
     尽管半导体行业出现滑坡，但是，许多公司对这种现实似乎并不在意。到今年年底，将有15家投资数十亿美元的晶圆加工厂投入生产，其中英特尔有两家、IBM和亿恒科技各一家、还有亚洲承包商的几家工厂。明年，还将有7家大型加工厂投入生产。到2007年，全球将有这样的加工厂40家，晶圆月加工能力为57.5万片。台积电公司董事长张忠谋预计，即使芯片行业从现在的衰退中复苏，这个产量也是预期的全球需求的一倍。因此，这个舞台将是一个血腥搏斗的战场。市场观察公司VISL研究公司总裁G. Dan Hutcheson预言说：“这不是一场客客气气的高科技革命，而是一场法国大革命式的革命。”
    
     考虑到竞争的残酷性，许多芯片行业的老厂商都不敢对300毫米晶圆下手。对于Agere系统公司（原朗讯微电子公司）、富士通和东芝等芯片厂商来说，这场扑克牌游戏的赌注实在是太大了。在芯片行业销售最好的2000年，只有10家公司的销售额超过了60亿美元。摩托罗拉的销售曾达到60亿美元，后来销售下降到了50亿美元以下。当摩托罗拉半导体产品部门总裁Fred A. Shlapak第一眼看到有关300毫米晶圆加工厂的拥有者的金融分析之后，他的反应立刻就是“嘿嘿，我没有理由在下一次衰退中被这种工厂缠住。”
    
     因此，半导体行业的多数老企业都被迫创造新的商业模式。在老企业中，只有英特尔、IBM、德州仪器和三星实际经营自己的300毫米晶圆加工厂。其它厂家或者选择合资办厂，或者选择由芯片承包商代工，代工的数量将达到未来产品需求的50%。一些有实力的芯片厂商对将来是否会依靠自己建立新的加工厂都表示怀疑。
    
     由于台湾地区在加工业务方面占统治地位，台湾地区将成为最大的赢家。据国际半导体设备暨材料协会（SEMI）统计，去年台湾的晶圆加工占全球的1/5。台积电占台湾加工数量的一半。张忠谋预计，到2010年，台湾地区加工厂的晶圆加工将占全球的40%。同时，为了效仿台湾地区的成功，祖国大陆以及马来西亚、新加坡计划建立15个晶圆加工厂，其中有5个是作为代工企业的大型300毫米晶圆加工厂。因此，SEMI预测，晶圆代工企业将主要位于东南亚，到本10年年末，芯片加工将占全球的一半。
    
     虽然目前的200毫米晶圆加工厂还将能继续生产10年，但是，其收入实际上有个最高的限制。任何由200毫米晶圆厂商提供产品的市场，一旦扩大到300毫米晶圆厂商可以介入的程度，那些200毫米晶圆厂商的寿命就玩完了。因为200毫米晶圆加工厂无法同300毫米晶圆加工厂在价格上进行竞争。由于建立一个新的300毫米晶圆加工厂对于中型企业来讲非常昂贵，因此唯一的选择就是将产品由其它厂商代工。
    
     此外，200毫米晶圆加工厂将越来越多地被局限在过去的低端产品加工技术。由于芯片加工设备市场的衰退，芯片加工设备厂商没有财力把未来的小的芯片产品同时印在200毫米和300毫米的晶圆盘上。多数厂商会选择支持300毫米晶圆。
    
     不过，至少暂时200毫米晶圆加工厂还能够买到新的加工工具。从明年开始，最先进的0.13微米芯片生产工艺将发展到0.09微米生产工艺。这样，单个芯片体积更小了，每个晶圆可切割出来的芯片数量就更多了，芯片的价格还将进一步下降。
    
     不过，到本10年末，200毫米晶圆将跟不上最新的技术发展，或者不能为最高级的产品提供关键的芯片，从而被淘汰。
    
     AMD创始人Sanders在80年代有一句名言：“好汉要有自己的晶圆加工厂。”今年年初，Sanders从AMD首席执行官的职位上退了下来。现在，他把这句名言改成了“真正的好汉要有自己的晶圆加工伙伴。”那些无力自己投资建立300毫米晶圆加工厂的公司看来只好找加工伙伴了。
    
     找不到门路尽快介入300毫米晶圆加工领域的芯片厂商都意识到了这种风险。他们指出，70年代和80年代，日本的芯片行业领先于美国和欧洲的竞争对手。但是，在从150毫米晶圆向200毫米晶圆转变的过程中，日本的投资减缓了速度。美国、欧洲和韩国迅速投资200毫米晶圆生产。结果，到1996年，美国就宣布处于了领先地位。三星电子成了全球最大的商品内存供应商。欧洲芯片行业补回了过去市场份额的损失。日本芯片行业的地位与以前相比就相差很远了。
    
     向300毫米晶圆过渡是一个必然的选择。忽略这项技术的公司在2005年以后不可能作为一个大的厂商继续生存下去。投资300毫米晶圆的公司将盈利得更长久更容易。对许多公司来说，选择代工也许是最明智的选择。（《商业周刊》亚洲版 2002.11.11版 封面故事）