半导体产业转移至更大尺寸晶圆的脚步趋缓

半导体产业转移至更大尺寸晶圆的脚步趋缓

　　较大的晶圆直径能在每片晶圆上生产更多的晶片，也能因为能减缓材料与制程成本增加幅度，使得晶片成本降低;在历史上，转移至更大的晶圆直径带来了每单位尺寸20%以上的成本降低幅度。不过庞大的财务与技术障碍，仍持续阻碍半导体制造往18寸(450mm)晶圆的发展与转移;因此产业界往更大尺寸晶圆发展的脚步显着趋缓，各家半导体业者也积极将12寸(300mm)与8寸(200mm)晶圆的利用效益最大化。

　　市场研究机构IC Insights的最新全球晶圆产能报告(Global Wafer Capacity 2015-2019)显示，以晶圆片尺寸来看，全球半导体产能在2014年仍以12寸晶圆为主流，预期此趋势将延续至2019年。虽然18寸晶圆技术的开发仍继续有所进展，但其步伐在2014年明显变慢;目前业界大多数人认为，18寸晶圆的量产预期在2020年以前不会发生──不过其试产可能会提前1~2 年。IC Insights估计，2019年18寸晶圆在整体装机产能(installed capacity)占据的比例仍然非常小。

　　不同尺寸晶圆装机产能比例

　　在大多数情况下，12寸晶圆会──也将一直会──被用以生产大量商用元件，例如DRAM与快闪记忆体、影像感测器与电源管理员建，以及晶片尺寸较大的复杂逻辑IC或零组件;在代工厂部分，则会透过结合来自不同的客户订单来填满12寸晶圆厂产能。截至2014年底，全球有87座量产级晶圆厂是采用12寸晶圆(如下图);未计入的还有数座12寸研发晶圆厂，以及少数几座生产“非IC”产品如影像感测器与离散元件的高产量12寸晶圆厂。

　　生产IC的12寸晶圆厂数量

　　12寸晶圆厂的数量在2013年出现过一次减少的情况──该年度有三座分别由台湾记忆体厂商茂德(ProMOS)与力晶(Powerchip)所营运的大型晶圆厂关闭，并将数座12寸新晶圆厂的开幕延迟到 2014年。IC Insights估计，12寸晶圆厂数量的高峰将会落在115~120座──假设18寸晶圆厂将会在未来投入量产;至于量产8寸晶圆厂的最大数量则是 210座(其数量在2014年底减少至154座)。

　　拥有最多12寸晶圆产能的厂商，包括记忆体业者三星 (Samsung)、美光(Micron)、SK海力士(Hynix)、东芝(Toshiba)/SanDisk，晶片龙头/MPU大厂英特尔 (Intel)，以及晶圆代工业者台积电(TSMC)与GlobalFoundries;这些公司所供应的IC受益于利用最大尺寸的晶圆，可将每个晶片的制造成本做最好的分摊。

　　而IC Insights预期，采用8寸晶圆的晶圆厂在未来许多年将持续获利;这些晶圆厂被用以生产大量不同种类的IC，包括特殊记忆体、显示器驱动IC、微控制器、类比元件以及MEMS元件。上述这些元件利用已经完全折旧的8寸晶圆厂生产是很实际的，8寸晶圆厂过去也是被用来生产现在于12寸晶圆厂生产的元件。而台积电、德州仪器(TI)与联电(UMC)是三家目前拥有最多8寸晶圆厂产能的半导体业者。

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