電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/程文智）5月19日，德州儀器（TI）發(fā)了一篇新聞稿，宣布其位于德克薩斯州謝爾曼（Sherman）的全新12英寸半導(dǎo)體晶圓制造基地正式破土動(dòng)工。該項(xiàng)目投資約300億美元，計(jì)劃建造四座工廠。首座12英寸工廠預(yù)計(jì)會(huì)在2025年投產(chǎn)。
其實(shí)除了這座12英寸工廠，TI在2021年7月，以9億美元收購(gòu)了美光科技位于猶他州Lehi的一座12英寸晶圓制造廠LFAB。該廠最初是美光科技計(jì)劃用來生產(chǎn)3D Xpoint存儲(chǔ)芯片，由于美光退出3D Xpoint業(yè)務(wù)，從而轉(zhuǎn)手給TI。TI接手后，計(jì)劃將其改造，用于制造65nm和45nm工藝的模擬和嵌入式芯片，預(yù)計(jì)將于2023年初開始生產(chǎn)。
此外，TI的12英寸晶圓制造廠還有德州達(dá)拉斯（Dallas）的DMOS6；位于德州理查森（Richardson）的RFAB1和即將竣工，并預(yù)計(jì)于2022年下半年開始投產(chǎn)的RFAB2。可以說，在12英寸晶圓制造方面，TI跑得最快。
圖：TI謝爾曼全新12英寸半導(dǎo)體晶圓制造基地設(shè)計(jì)概念圖（來源：TI）
其實(shí)，除了TI，還有很多模擬芯片巨頭也擁有12英寸晶圓制造廠，比如英飛凌目前有2座12英寸晶圓廠，一個(gè)在德國(guó)德累斯頓（Dresden），一個(gè)在奧地利菲拉赫（Villach）。其中菲拉赫的工廠經(jīng)過三年的籌備和建設(shè)，于2021年9月正式啟用，目前正處于產(chǎn)能爬坡階段；安森美在East Fishkill有一家12英寸晶圓廠，它2019年收購(gòu)的格芯位于紐約東菲什基爾的12英寸晶圓廠需要到2023年才能獲得全面運(yùn)營(yíng)權(quán)；ST在與Tower共用一座12英寸晶圓廠。另外，東芝、瑞薩、博世紛紛在今年宣布建設(shè)12英寸晶圓廠的計(jì)劃。
在國(guó)內(nèi)，士蘭微在廈門擁有兩條12英寸特色工藝生產(chǎn)線，還計(jì)劃在杭州新建一條12英寸產(chǎn)線；聞泰科技在臨港新片區(qū)的12寸晶圓廠在去年初就已經(jīng)開工。國(guó)內(nèi)代工廠方面，華潤(rùn)微、華虹無(wú)錫和粵芯半導(dǎo)體等廠商都建立了12英寸特色工藝代工產(chǎn)線。
12英寸晶圓制造廠帶來的好處
為何這么多模擬芯片廠商都奔向了12英寸晶圓制造廠呢？其實(shí)集成電路的發(fā)展一直以來都有兩條路，一條是晶圓尺寸，從4英寸到8英寸，再到12英寸，不斷擴(kuò)大；一條是芯片制程，線寬不斷縮小，從130nm、90nm，65nm、45nm、28m等不斷微縮。
晶圓尺寸從8英寸擴(kuò)大到12英寸后，單片晶圓能夠產(chǎn)出的芯片數(shù)目更多，有效單位成本將會(huì)更低。一般來說，12英寸晶圓的面積是8英寸晶圓面積的2.23倍，如果8英寸的晶圓可以產(chǎn)出88塊芯片的話，12英寸晶圓則可以產(chǎn)出232塊芯片。
據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，從8英寸晶圓升級(jí)到12英寸晶圓，可以讓芯片制造成本降低20%左右。因此，模擬芯片企業(yè)都希望往12英寸晶圓方向發(fā)展。
哪些模擬芯片企業(yè)需要12英寸晶圓制造？
從12英寸晶圓帶來的好處看，其實(shí)大家都希望轉(zhuǎn)向12英寸晶圓制造，但其實(shí)我們看到前面的那些具有12英寸晶圓制造廠基本都是規(guī)模比較大，歷史比較久的模擬芯片企業(yè)，為什么呢？
模擬芯片行業(yè)人士告訴電子發(fā)燒友網(wǎng)，雖然晶圓尺寸越大，成本越低，但晶圓尺寸越大對(duì)工藝和良率的要求也更高。模擬芯片企業(yè)是否采用12英寸晶圓，需要考慮以下兩個(gè)因素：一是其工藝和技術(shù)是否足夠成熟；二是芯片的終端需求是否足夠大。
因?yàn)槿绻D(zhuǎn)向12英寸晶圓制造廠，首先投入就要大很多，12英寸的工藝與8英寸的工藝還是有差別的，一般來說會(huì)更先進(jìn)，而工藝越先進(jìn)，投入的成本就越高；而終端需求方面，企業(yè)需要考慮自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)端的銷售體量能否支撐12英寸的晶圓，轉(zhuǎn)向12英寸后，就意味著產(chǎn)量將會(huì)更大，如果市場(chǎng)需求不夠大，就可能造成庫(kù)存高企，那樣節(jié)省下來的成本就成為了庫(kù)存，對(duì)企業(yè)來說并沒有太大的意義。
因此，如果模擬芯片企業(yè)能夠滿足這工藝和技術(shù)的要求，良率足夠高，以及芯片的銷量足夠大的話，就可以放心大膽地轉(zhuǎn)向12英寸晶圓。否則，采用8英寸，或者6英寸的晶圓可能會(huì)更加劃算。
結(jié)語(yǔ)
模擬芯片是一個(gè)需要技術(shù)積累的行業(yè)，國(guó)內(nèi)有很多Fabless模擬芯片企業(yè)，目前的規(guī)模普遍不大，其實(shí)它們不用著急往最先進(jìn)的工藝，最先進(jìn)的代工廠去趕。相信，只要基礎(chǔ)打牢了，就能走得更遠(yuǎn)。
