8吋和12吋晶圆差别在哪里?

半导体行业观察 发表于 2020-11-22 11:22:04 收藏 已收藏
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400万+工程师在用
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8吋和12吋晶圆差别在哪里?

半导体行业观察 发表于 2020-11-22 11:22:04

8 吋晶圆代工产能自2019 年底开始吃紧,至今仍未看到纾解迹象,甚至越来越严峻,世界、联电已相继证实涨价消息,并表示订单将满到2021 年。过去一段时间,8 吋晶圆代工被视为落后、老旧的产线,到底是什么样的原因,现在却能让客户不惜捧着现金加价,也要抢到8 吋产能呢?本文带读者一窥中国台湾主要厂在8 吋市场的布局与策略。

8吋、12吋晶圆差别在哪?

两种尺寸的晶圆表面积的大小不同,以相同的良率标准做假设,十二吋大概一片可以生产200多颗IC,是8吋的两倍,在生产成本不需大幅提高哪么多的话,比较符合成本效益。但也因为12吋一片产出的IC数量比较多,对应到终端需求,也是要足够的出货量去支撑,这也是很多厂商会停留在8吋的原因,一些中小型IC设计厂可能需要的量只有约几十片,要重新设计跨到12吋未必有利。

8吋和12吋晶圆差别在哪里?

以IC类型来看的话,粗略的划分,包括电源管理IC、驱动IC、指纹识别IC、CMOS、MosFET、功率元件等主力下在8吋晶圆;而采十二吋生产的则多是90nm制程以下,需要高效能、高速运算的产品,包括CPU、GPU、手机AP及通讯芯片等。

为何供不应求?

5G、远距商机催化8吋需求大爆发。世界先进董事长方略认为,与2017 年相比,这次有「结构性」的变化,包含生活形态改变所带动的需求,以及智能手机、5G对半导体需求提升,特别是电源管理IC用量非常的大,而且这次来自车用的需求还不高。预计直到2021 年上半年,公司都将维持高产能利用率水准,看好这些结构性转变将支撑8 吋代工中长期需求。

部分8吋设备停产,设备取得不易。全球8吋厂数量在2007年达到高峰,之后许多厂房陆续关闭或转型成12吋厂。由于12吋仍是现今主流的晶圆尺寸,目前不少设备商皆已停止生产部分8吋机台,设备取得不易,这也是8吋厂难以扩充产能的原因之一。

SEMI统计,2020年8吋晶圆代工产能约600万片,至2022年成长将增至650万片,复合成长8%。

SEMI统计,2020年12吋晶圆厂投资较去年成长13%,创历年新高,预计在2023年将再创高峰。

中国台湾8吋设备供应

目前台厂也有自制8吋设备的能力,主要专精在半导体湿制程(wet processing)领域。

虽然8吋代工需求相当旺盛,但直接盖一个新厂并非优选。根据过去统计数计,投资一座8吋厂约需要8到10亿元美金,换算成台币约几百亿的水准,对比其他同业早已折旧完了,在竞争上就是会输了一大截。因此,从提升生产效率、购买二手设备(或改机)与并购着手,对业者来说相对有利;不过,好标的难寻,加上设备供给有限,8吋产能仍无法快速增加。

IC设计如何因应?

「现在就是卖方市场,这是以前从来没有出现过的。」 IC设计厂高层坦言。今年至今8吋晶圆需求明显增加,逐步出现吃紧的态势,甚至今年第4季比起第3季还来得更紧。目前几乎所有产能量来说,代工厂只能给到今年的9成量,价格则是涨1~2成不等,并且将在明年1月1日开始实施。

解方1:新增中国台湾合作伙伴,先拿到量再说

多数IC设计业者开始寻求更多供应商来因应挑战,像是义隆过去多数投片于联电,但从今年新增投片台积电,11月开始出货,第3家代工厂也将在明年下半年开始供货,应用于指纹辨识、LTDDI(带笔功能的驱动暨触控晶片)等,因此积极拓展伙伴之下,使得义隆明年整体产量总量,有机会较今年增加2成左右。

解方2:新增中国大陆伙伴,双供应链保障

有厂商逆势操作,当中国芯片设计业者逃来台湾之时,将部分的产品投片中国代工厂,不但好协调,更能直供当地供应链,虽然较具有风险,但确实价、量都更具成本优势。

解方3:转12吋?

大多数的厂商给的答案都是「当然不会。」对于大型IC设计业者来说,由于具有经济规模,投片12吋光罩成本容易分摊,因此已经是常态;但对于中小型厂商来说,最大的挑战在于光罩的成本实在高,一个光罩就要上千万,要摊提多久才能开始获利?这在成熟消费性芯片当中,并不合乎成本考量。
        责任编辑:tzh

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