自從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)萌芽以來(lái),制程微縮一直是帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)與應(yīng)用發(fā)展的主要?jiǎng)幽?。但在物?lián)網(wǎng)時(shí)代,各種特殊制程的重要性將大幅崛起,一度退居配角的8寸晶圓廠,也將再度成為各大半導(dǎo)體業(yè)者未來(lái)策略布局中不可或缺的一環(huán)。
從英特爾(Intel)共同創(chuàng)辦人Gordon Moore在1975年提出摩爾定律(Moore's Law)以來(lái),制程微縮在過(guò)去40多年來(lái),一直被半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)奉為金科玉律。然而,隨著技術(shù)難度與投資門檻越來(lái)越高,能跟上摩爾定律腳步的半導(dǎo)體業(yè)者已經(jīng)越來(lái)越少。如何在摩爾定律的軌道之外尋找新的方向,成為半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)人人關(guān)心的話題。
臺(tái)積電特殊制程營(yíng)收成長(zhǎng)遠(yuǎn)勝半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)平均值
臺(tái)積電近期在圣荷西(San Jose)舉辦的年度科技論壇上,揭露了一組相當(dāng)引人思考的數(shù)字。在全球晶圓代工只成長(zhǎng)4.4%的2015年(表1),該公司的特殊制程營(yíng)收成長(zhǎng)了21%,且展望2016年,預(yù)估特殊制程營(yíng)收仍將維持相同的成長(zhǎng)力道。在營(yíng)收飛快成長(zhǎng)的情況下,若臺(tái)積電對(duì)特殊制程晶圓產(chǎn)能大舉投資,應(yīng)不令人意外。
臺(tái)積電所定義的特殊制程包含CMOS影像感測(cè)器、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、化學(xué)感測(cè)器制程、生物感測(cè)器制程、N40HV高壓制程、Bipolar-CMOS-DMOS(BCD)制程。這些制程的應(yīng)用領(lǐng)域雖然大不相同,但卻有一個(gè)共通特性:線寬普遍在90奈米、甚至0.13微米以上,屬于相對(duì)成熟制程,適合在8寸晶圓上量產(chǎn)。
臺(tái)積電財(cái)報(bào)揭露的數(shù)字顯示,90奈米以上制程營(yíng)收成長(zhǎng)速度優(yōu)于公司整體營(yíng)收成長(zhǎng)(圖1)。由此不難看出制程微縮已不再是臺(tái)積電未來(lái)唯一選擇的道路,更不會(huì)是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展唯一的一條路。
物聯(lián)網(wǎng)東風(fēng)吹 8寸晶圓需求添暖意
國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)近期發(fā)布的報(bào)告也呼應(yīng)這個(gè)趨勢(shì)。SEMI預(yù)估,全球8寸晶圓產(chǎn)能到2018年時(shí),將成長(zhǎng)到每月543萬(wàn)片,回到相當(dāng)于2006年的水準(zhǔn),且屆時(shí)晶圓代工廠將擁有全球43%的8寸晶圓產(chǎn)能,比起2006年時(shí)增加14個(gè)百分點(diǎn)(圖2)。
SEMI指出,物聯(lián)網(wǎng)是讓8寸晶圓重獲新生的關(guān)鍵,因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)將帶來(lái)大量感測(cè)器需求,且其中有不少晶片會(huì)使用大于90奈米的制程生產(chǎn)。從2016年開(kāi)始,全球各地將有多座新建8寸晶圓廠,現(xiàn)有的8寸廠中,也有不少?gòu)S房將有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)畫。
另一家研究機(jī)構(gòu)Semico則預(yù)估,2016年全球類比晶圓的需求量將成長(zhǎng)超過(guò)10%,分離式元件(Discrete)、感測(cè)器的晶圓需求則將成長(zhǎng)8%。來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用需求,例如穿戴式裝置、自動(dòng)化、車用電子等,是感測(cè)器元件需求成長(zhǎng)最主要的驅(qū)動(dòng)力。2016年全球8寸晶圓需求量則可望乘著這波熱潮,出現(xiàn)逾5%年成長(zhǎng)率。
物聯(lián)網(wǎng)成為跨越摩爾定律的契機(jī)
雖然英特爾、三星(Samsung)、臺(tái)積電等半導(dǎo)體制造巨頭在先進(jìn)制程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)依然激烈,但環(huán)顧現(xiàn)在的半導(dǎo)體業(yè)界,能用得起最先進(jìn)制程的IC業(yè)者已經(jīng)越來(lái)越少。
在投資金額與客戶家數(shù)成反比的情況下,早日跨出摩爾定律所畫下的框架,顯然才是居安思危之道。物聯(lián)網(wǎng)所帶起的各式感測(cè)器需求,為苦尋突破契機(jī)的半導(dǎo)體業(yè)指引出一條新的道路,業(yè)者如何把握這個(gè)風(fēng)向轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)刻,將是能否搭上物聯(lián)網(wǎng)順風(fēng)車的關(guān)鍵。