12英寸模拟晶圆制造厂越来越多，哪些厂商有需求？

电子发烧友网报道（文/程文智）5月19日，德州仪器（TI）发了一篇新闻稿，宣布其位于德克萨斯州谢尔曼（Sherman）的全新12英寸半导体晶圆制造基地正式破土动工。该项目投资约300亿美元，计划建造四座工厂。首座12英寸工厂预计会在2025年投产。
 
其实除了这座12英寸工厂，TI在2021年7月，以9亿美元收购了美光科技位于犹他州Lehi的一座12英寸晶圆制造厂LFAB。该厂最初是美光科技计划用来生产3D Xpoint存储芯片，由于美光退出3D Xpoint业务，从而转手给TI。TI接手后，计划将其改造，用于制造65nm和45nm工艺的模拟和嵌入式芯片，预计将于2023年初开始生产。
 
此外，TI的12英寸晶圆制造厂还有德州达拉斯（Dallas）的DMOS6；位于德州理查森（Richardson）的RFAB1和即将竣工，并预计于2022年下半年开始投产的RFAB2。可以说，在12英寸晶圆制造方面，TI跑得最快。
 

图：TI谢尔曼全新 12英寸半导体晶圆制造基地设计概念图（来源：TI）

 
其实，除了TI，还有很多模拟芯片巨头也拥有12英寸晶圆制造厂，比如英飞凌目前有2座12英寸晶圆厂，一个在德国德累斯顿（Dresden），一个在奥地利菲拉赫（Villach）。其中菲拉赫的工厂经过三年的筹备和建设，于2021年9月正式启用，目前正处于产能爬坡阶段；安森美在East Fishkill有一家12英寸晶圆厂，它2019年收购的格芯位于纽约东菲什基尔的12英寸晶圆厂需要到2023年才能获得全面运营权；ST在与Tower共用一座12英寸晶圆厂。另外，东芝、瑞萨、博世纷纷在今年宣布建设12英寸晶圆厂的计划。
 
在国内，士兰微在厦门拥有两条12英寸特色工艺生产线，还计划在杭州新建一条12英寸产线；闻泰科技在临港新片区的12寸晶圆厂在去年初就已经开工。国内代工厂方面，华润微、华虹无锡和粤芯半导体等厂商都建立了12英寸特色工艺代工产线。
 
12英寸晶圆制造厂带来的好处

为何这么多模拟芯片厂商都奔向了12英寸晶圆制造厂呢？其实集成电路的发展一直以来都有两条路，一条是晶圆尺寸，从4英寸到8英寸，再到12英寸，不断扩大；一条是芯片制程，线宽不断缩小，从130nm、90nm，65nm、45nm、28m等不断微缩。
 
晶圆尺寸从8英寸扩大到12英寸后，单片晶圆能够产出的芯片数目更多，有效单位成本将会更低。一般来说，12英寸晶圆的面积是8英寸晶圆面积的2.23倍，如果8英寸的晶圆可以产出88块芯片的话，12英寸晶圆则可以产出232块芯片。
 
据业内人士估计，从8英寸晶圆升级到12英寸晶圆，可以让芯片制造成本降低20%左右。因此，模拟芯片企业都希望往12英寸晶圆方向发展。
 
哪些模拟芯片企业需要12英寸晶圆制造？

从12英寸晶圆带来的好处看，其实大家都希望转向12英寸晶圆制造，但其实我们看到前面的那些具有12英寸晶圆制造厂基本都是规模比较大，历史比较久的模拟芯片企业，为什么呢？
 
模拟芯片行业人士告诉电子发烧友网，虽然晶圆尺寸越大，成本越低，但晶圆尺寸越大对工艺和良率的要求也更高。模拟芯片企业是否采用12英寸晶圆，需要考虑以下两个因素：一是其工艺和技术是否足够成熟；二是芯片的终端需求是否足够大。
 
因为如果转向12英寸晶圆制造厂，首先投入就要大很多，12英寸的工艺与8英寸的工艺还是有差别的，一般来说会更先进，而工艺越先进，投入的成本就越高；而终端需求方面，企业需要考虑自己的产品在市场端的销售体量能否支撑12英寸的晶圆，转向12英寸后，就意味着产量将会更大，如果市场需求不够大，就可能造成库存高企，那样节省下来的成本就成为了库存，对企业来说并没有太大的意义。
 
因此，如果模拟芯片企业能够满足这工艺和技术的要求，良率足够高，以及芯片的销量足够大的话，就可以放心大胆地转向12英寸晶圆。否则，采用8英寸，或者6英寸的晶圆可能会更加划算。
 
结语

模拟芯片是一个需要技术积累的行业，国内有很多Fabless模拟芯片企业，目前的规模普遍不大，其实它们不用着急往最先进的工艺，最先进的代工厂去赶。相信，只要基础打牢了，就能走得更远。