全球12英寸芯片生产线稳步推进

    特约撰稿 莫大康

　　推动全球半导体工业不断进步的两个轮子，一个是特征尺寸不断缩小，另一个是硅片直径不断增大，目前全球12英寸芯片生产线正稳步发展。

　　特征尺寸缩小硅片尺寸增大

　　在正常情况下总是将缩小特征尺寸放在首位，因为除了光刻工艺变更外，其余的相对变化不大，从成本结构上花费最小。例如，DRAM生产中，由90纳米缩减至70纳米时，同样条件下成本可节省40%。

　　增大硅片直径是个大动作。由于设备的变更，需要更大的投资。简单地分析，由8英寸硅片扩大至12英寸时，面积增加2.25倍，但相应的设备加管理成本支出仅增加30%左右。因此，硅片直径趋大是工业发展的必由之路。然而，每一种尺寸的硅片都有其相应的寿命，总的趋势是小尺寸硅片将逐渐退出历史舞台。

　　全球硅片尺寸的过渡有一张参考表。通常每一种硅片尺寸的生存周期约20年。如4英寸硅片进入年代是1986年，至今已有20年历史，意味着用4英寸硅片来生产集成电路，从经济上已不合算。但是如果用来生产化合物器件，或者元件可能还存有一定的生命周期。因此，一切依经济及市场来考量，不可能机械地来看待硅片尺寸的趋势。

　　12英寸硅片产能急速提升

　　据SICAS全球硅片产能统计的最新资料显示，2004年第四季度，全球12英寸硅片占总产能的11.1%，2005年第四季度已升至17.6%，到2006年第三季度再次爬高至26.4%，由此可见，12英寸硅片已渐入主流地位。业界预计，至2009年，在DRAM业中8英寸硅片的产出将进入最低点。

　　DRAM的特性决定了其采用12英寸硅片的比例会走在前列。这是由存储器产业品种少、产量大、标准化、高度规模经济及价格竞争激烈的特征决定的。从存储器的历史进程看，6英寸晶园厂世代时日本取代美国，8英寸晶园厂世代时韩国又取代日本，预测DRAM产业进人12英寸晶园厂世代交替过程将在2009年进入尾声，即至2009年时全球12英寸硅片己占绝对优势，那时有一种可能是我国台湾地区将取代韩国。

　　全球DRAM业在2000年时，由于PC的换机高潮，曾创造辉煌。接下来连续下跌数年，至2004年DRAM业又开始换成笑脸。业界加大DRAM业投入，产能逐渐发酵，众多12英寸芯片线进人主航道。

　　据有关资料报道，至2008年底时，全球12英寸芯片线将有85条左右，其中DRAM占36条，约占41%。而那时我国台湾DRAM业量产的12英寸厂将达到14座，占全球DRAM的38%。可见我国台湾地区半导体业在全球12英寸芯片生产线中占首位，达1/4强。

　　中国12英寸生产线不可缺失

　　中国半导体业有其“中国特色”，不能没有产业链的高端领域，所以12英寸芯片生产线在中国是不可缺失的，否则从国家安全角度以及生存竞争都会有一定问题。目前基本上有3类型式，国外独资，如无锡海力土与意法的合资厂，生产存储器。另一类，尽管也是外资，但其中有不少国有资产及银行贷款，如中芯国际。第3种以国有资本为主体，如华虹等。现在能真正运行起来的仅是海力士及中芯国际两家，情况大不相同，要分别对待。

　　海力士与意法合资厂，与其他国际大厂没有不同，仅是地点设在中国，部分产品就地供应，省去部分关税及增值税收，其技术及订单主要来自母公司。眼前看得到的利益是能够迅速地扩大地方的GDP及带动相应配套的产业链，并雇佣大量的中国员工。现阶段，这类12英寸芯片生产线，在中国也是必不可少。

　　另一类，如中芯国际，目前已有北京一条12英寸生产线，月产能力2.1万片，主要生产如奇梦达及尔必达的90纳米存储器及少量逻辑产品。还有一条在上海，叫fab8。目前正进入设备安装阶段，预计今年底也能有近万片的产能。与中芯国际进行技术合作的武汉12英寸生产线，目前正进行洁净厂房建设，据悉进度有可能提前，2008年初也能产出硅片。

　　因此，无论如何中芯国际的12英寸生产线，布局从北京、上海至武汉，地域上横跨上千公里，其雄心及态势让业界刮目相看。

　　国际上有小部分人总带着有色眼镜来看待中芯国际的每一步进展，它的成功要比别人多花几倍精力。技术上的封锁与控制，导致中芯国际进口先进设备要申请出口许可证，在先进工艺技术上要靠自己力量来克服一个个技术难关，有时会延误时机。

　　分析来看，在中国运行12英寸生产线最大的问题是市场在哪里？这是一个复杂问题。从表面看，尽管中芯国际也能与国际大厂，如奇梦达及尔必达等进行技术合作生产存储器以及从Broadcom接受订单。但是仔细分析，奇梦达与尔必达一方面将90纳米技术给中芯国际，而另一手将更先进的技术及更大的订单给予力晶和南亚，总是保持一定的技术差距。从全球DRAM的策略联盟统计中，可以清楚反映此论点。

　　另外，国际上顶级fabless大厂，其订单大多流入台积电及联电，甚至三星、富士通等手中。它们考量的是长期合作伙伴关系，也即未来65纳米、45纳米等产品的代工可能性，其中价格并不是决定因素。所以，能流人中芯国际的订单也是少量，仅作为一个筹码，来防止台积电等翘尾巴。

　　所以，12英寸生产线在中国，目前最困难的是市场。要想依靠国内市场来解决，还需很长时间。在此情况下，目前可能的选择方案是做存储器及闪存。中芯国际从2004年开始就动手与奇梦达及尔必达合作，肯定是个正确选择。正如张汝京先生说，在存储器方面由于动手早，与对手的差距相对小。加之近年来全球存储器业红火，是一个良好的契机。

　　据报道，中芯与以色列赛凡合作的8GbNAND产品，预期2008年能上市。产品基于每存储单元四位的QuadNROM技术。双方合作已公布第一款2Gb的NAND样品，每存储单元两位的NROM技术，2006年底实现批量生产。赛凡同时授权包括奇梦达、旺宏电子、NEC、索尼、飞索及Tower等。中芯国际已在上海制出2Gb闪存样品，并自行研发4Gb及8Gb的闪存产品，都是极好的消息。

　　众所周知，全球存储器业是个风险极大的行业，历史上已经几起几落。越是动荡的产业，越是蕴藏着巨大商机，关键看由谁领军及如何来运行。存储器业的关键在于管理及成本，这是中芯国际的强项，有一定优势。