晶圆制造业投资力度加大 比拼高端工艺

晶圆制造业投资力度加大 比拼高端工艺

 

国际金融危机的阴霾逐渐散去，2009年集体“猫冬”的半导体企业对未来的市场行情普遍看好，而业内的市场调研机构也开始合唱“春天的故事”，甚至有分析师预测2010年全球半导体业销售收入增幅将在30%以上。或许是受到这些情绪的影响，IC制造企业也纷纷宣布将在2010年大幅提升资本支出的额度，并在扩充产能的同时迈向更先进的工艺节点。

　　产能扩张提速代工业竞争加剧

　　●资本支出大幅反弹

　　●晶圆代工“军备竞赛”大幕开启

　　根据市场调研机构ICInsights公布的数据，以资本支出数额排序，2010年全球半导体业排名前10的企业资本支出总额将达到258.7亿美元，比2009年增长67%。

　　半导体业内专家莫大康把这一现象解读为国际金融危机之后的投资反弹。他认为资本支出同比大幅增长的主要原因是2009年的基数太低。从ICInsights提供的数据来看，英特尔和三星这两大巨头在2010年的资本支出还没有恢复到2008年的水平。

　　不过，在晶圆代工业出现的“异动”却值得关注。GLOBALFOUNDRIES挟成功并购新加坡特许半导体之余威，2010年年初宣布将斥资42亿美元打造一座全球最昂贵的晶圆厂。当然，这笔投资不会在今年之内被全部花掉。但即便以ICInsights预估的19亿美元来计算，GLOBALFOUNDRIES在今年的资本支出额度同比增幅也将超过300%。

　　面对竞争对手咄咄逼人的攻势，晶圆代工业的龙头台积电显然也感受到了压力，该公司宣布其在2010年的资本支出将达到48亿美元，这一数据甚至比2008年增长了156%。以往与台积电长期在晶圆代工领域表演“二人转”的联电显然也不甘心让自己的角色被别人代替。该公司首席执行官孙世伟表示，为满足客户对产能及高端技术的强劲需求，联电在2010年的资本支出将达12亿美元-15亿美元之间。与此同时，在全球半导体业界排名第二的三星电子也不甘寂寞，该公司已在晶圆代工领域布局多年。“晶圆代工业务是我们的核心策略之一。”三星晶圆代工业务副总裁AnaHunter说。Hunter的这番表白再加上三星在业内的实力足以让“晶圆代工双雄”寝食不安了。领跑者希望保持优势，新生力量试图后来居上，晶圆代工业界的“军备竞赛”已经在这个春天拉开了帷幕。

　　中国大陆的两座12英寸晶圆厂也将在2010年正式投产。在大连，英特尔的工厂在经过3年的漫长建设期之后，终于将在今年10月正式投产；同时，承载着“909”工程升级改造重任的华力微12英寸生产线按计划也将在今年年底开始试生产。一向沉寂的南半球也发出了自己的声音，“金砖四国”之一的巴西也要一圆IC梦。巴西半导体公司 Ceitec的6英寸晶圆厂于今年2月初正式开始运营。尽管初期产能仅有4000片/月，光刻精度也只达到0.6微米，但该公司高层宣布其12英寸晶圆厂将在3年之内建成。

　　突破技术障碍28纳米触手可及

　　●高端工艺争夺战已打响

　　●HKMG技术渐成主流

　　“军备竞赛”比拼的不仅仅是产能，还有技术。各家企业的很大一部分资本支出也将用于工艺技术的升级。与此同时，在新技术节点如何保持较高的良品率也是IC制造厂家亟须解决的问题。

　　技术的进步从来都不是一帆风顺的。例如，2009年台积电在40纳米节点就曾遭遇良品率偏低的挑战。据该公司研究发展资深副总经理蒋尚义介绍，台积电在 45/40纳米节点首次使用193纳米的浸入式光刻技术。浸入式技术会使光刻胶与水在晶圆曝光过程中发生某些作用，从而造成缺陷增多的现象。不过，良品率问题目前已在一定程度上得到了解决。40纳米工艺对台积电整体销售收入的贡献率也由2009年第三季度的4%上升到第四季度的9%。

　　此外，台积电还计划在2010年第一季度末开始28纳米LP低功耗工艺的风险性试产。不过，据蒋尚义透露，台积电的28纳米LP低功耗工艺仍将采用传统的 “氮氧化硅绝缘层+多晶硅栅”技术。预计其在今年下半年推出的28纳米HP和28纳米HPL工艺才会采用更先进的高介电金属栅(HKMG)技术。

　　“集成电路工艺从0.18微米发展到现在32/28纳米的过程中先后遇到了两大困难。”莫大康在接受记者采访时表示，“一个是在0.13微米节点时引入的铜互连工艺，另一个就是HKMG工艺。”2007年，英特尔公司就率先在45纳米节点引入了HKMG工艺，这就为该公司在进入更高世代工艺的过程中减少了很多障碍。

　　在晶圆代工业内，高端工艺的争夺战同样也已经打响。今年2月，GLOBALFOUNDRIES和英国ARM公司宣布共同开发了移动设备用28nmSoC技术。该技术基于ARM的Cortex-A9处理器和物理层IP内核，并采用了GLOBALFOUNDRIES的 28纳米工艺。据称，这一工艺采用了HKMG技术，将在今年下半年开始使用。此外，晶圆代工业界的另一个挑战者三星也将在今年推出HKMG技术，用于支持 32纳米和28纳米工艺。

　　中国大陆的芯片制造企业也没有放慢追赶的步伐。中芯国际资深研发副总裁季明华博士在接受记者采访时表示，2010年，中芯国际将力争实现45纳米和40纳米技术的小批量试产。如果这一目标成为现实，西方国家在微电子领域领先中国两个世代的思维定式就将不复存在。