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12英寸模擬晶圓制造廠越來越多,哪些廠商有需求?

發布日期:2022-06-05 點擊率:76

電子發燒友網報道(文/程文智)5月19日,德州儀器TI)發了一篇新聞稿,宣布其位于德克薩斯州謝爾曼(Sherman)的全新12英寸半導體晶圓制造基地正式破土動工。該項目投資約300億美元,計劃建造四座工廠。首座12英寸工廠預計會在2025年投產。

其實除了這座12英寸工廠,TI在2021年7月,以9億美元收購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劃用來生產3D Xpoint存儲芯片,由于美光退出3D Xpoint業務,從而轉手給TI。TI接手后,計劃將其改造,用于制造65nm和45nm工藝的模擬和嵌入式芯片,預計將于2023年初開始生產。

此外,TI的12英寸晶圓制造廠還有德州達拉斯(Dallas)的DMOS6;位于德州理查森(Richardson)的RFAB1和即將竣工,并預計于2022年下半年開始投產的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英寸半導體晶圓制造基地設計概念圖(來源:TI)


其實,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,一個在德國德累斯頓(Dresden),一個在奧地利菲拉赫(Villach)。其中菲拉赫的工廠經過三年的籌備和建設,于2021年9月正式啟用,目前正處于產能爬坡階段;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年才能獲得全面運營權;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12英寸晶圓廠的計劃。

在國內,士蘭微在廈門擁有兩條12英寸特色工藝生產線,還計劃在杭州新建一條12英寸產線;聞泰科技在臨港新片區的12寸晶圓廠在去年初就已經開工。國內代工廠方面,華潤微、華虹無錫和粵芯半導體等廠商都建立了12英寸特色工藝代工產線。

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?其實集成電路的發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英寸擴大到12英寸后,單片晶圓能夠產出的芯片數目更多,有效單位成本將會更低。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英寸的晶圓可以產出88塊芯片的話,12英寸晶圓則可以產出232塊芯片。

據業內人士估計,從8英寸晶圓升級到12英寸晶圓,可以讓芯片制造成本降低20%左右。因此,模擬芯片企業都希望往12英寸晶圓方向發展。

哪些模擬芯片企業需要12英寸晶圓制造?

從12英寸晶圓帶來的好處看,其實大家都希望轉向12英寸晶圓制造,但其實我們看到前面的那些具有12英寸晶圓制造廠基本都是規模比較大,歷史比較久的模擬芯片企業,為什么呢?

模擬芯片行業人士告訴電子發燒友網,雖然晶圓尺寸越大,成本越低,但晶圓尺寸越大對工藝和良率的要求也更高。模擬芯片企業是否采用12英寸晶圓,需要考慮以下兩個因素:一是其工藝和技術是否足夠成熟;二是芯片的終端需求是否足夠大。

因為如果轉向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,一般來說會更先進,而工藝越先進,投入的成本就越高;而終端需求方面,企業需要考慮自己的產品在市場端的銷售體量能否支撐12英寸的晶圓,轉向12英寸后,就意味著產量將會更大,如果市場需求不夠大,就可能造成庫存高企,那樣節省下來的成本就成為了庫存,對企業來說并沒有太大的意義。

因此,如果模擬芯片企業能夠滿足這工藝和技術的要求,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向12英寸晶圓。否則,采用8英寸,或者6英寸的晶圓可能會更加劃算。

結語

模擬芯片是一個需要技術積累的行業,國內有很多Fabless模擬芯片企業,目前的規模普遍不大,其實它們不用著急往最先進的工藝,最先進的代工廠去趕。相信,只要基礎打牢了,就能走得更遠。

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