未來晶圓制造將走向寡頭壟斷
從半導(dǎo)體晶圓制造技術(shù)路徑上來看,未來半導(dǎo)體產(chǎn)品的發(fā)展會將分化為More Moore和More than Moore兩條路線。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201703/345434.htmMore Moore是縱向發(fā)展的路徑,要求芯片不斷的遵從摩爾定律,不斷往比例縮小制程的路徑上走。需要滿足摩爾定律的芯片,主要以數(shù)字芯片為主,包括APCPU存儲芯片等。在制程上,需要最先進(jìn)的節(jié)點(diǎn)來滿足性能要求。目前最先進(jìn)的邏輯芯片代工制程是16/14nm,供應(yīng)商為臺積電,客戶有高通,蘋果,英偉達(dá)等客戶。產(chǎn)品占到了50%左右的市場。
More than Moore是橫向發(fā)展的路線,芯片發(fā)展從一味追求功耗下降及性能提升方面,轉(zhuǎn)向更加務(wù)實的滿足市場的需求。這方面的產(chǎn)品包括了模擬/RF器件,無源器件、電源管理器件等,大約占到了剩下的那50%市場。這其中的代工供應(yīng)商有中芯國際,臺聯(lián)電,臺積電等。
摩爾定律路徑
然而,時至今日,摩爾定律正在逐漸失效。半導(dǎo)體的技術(shù)發(fā)展也似乎走到了一個十字路口。行業(yè)的發(fā)展不會再像之前那樣似乎還能按照摩爾定律的節(jié)奏繼續(xù)往下走。按照2015年最新的國際半導(dǎo)體技術(shù)路線圖給出的預(yù)測,半導(dǎo)體技術(shù)在10nm之后將會逐步停滯。
摩爾定律走向極限
同時,摩爾定律的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)也不再明顯,原因是因為:追求摩爾定律要求復(fù)雜的制造工藝,該工藝高昂的成本超過了由此帶來的成本節(jié)約。新工藝越來越難,投資額越來越大,下圖可見,目前建一個最新制程的半導(dǎo)體工廠成本達(dá)120億美元之多,而賺回投資額的時間將會很漫長。
最新制造的Fab成本
具體到每個晶體管的制造成本,起初隨著摩爾定律的發(fā)展,制程的進(jìn)步會帶來成本的下降,從130nm-28nm,每個晶體管的制造成本相對上一代都有下降。但是,下降的幅度在收窄。到了20nm以后,成本開始逐步提高。這也意味著,發(fā)展先進(jìn)制程在成本方面不再具有優(yōu)勢。
制程成本比較
顯而易見,在先進(jìn)制程制造成本不斷攀升,發(fā)展先進(jìn)制程也不再具有成本優(yōu)勢的情況下,晶圓制造會越來越壟斷地集中在幾家手上。也只有巨頭才能不斷地研發(fā)推動技術(shù)的向前發(fā)展。擁有20nm代工能力的廠家,只有臺積電、三星、Intel等寥寥幾家。在晶圓制造方面,集中度越來越高。
晶圓制造寡頭壟斷
未來至于10納米、7納米、5納米,甚或1納米的制程競爭,中國將非常艱難。所以此時中國政府、中國資本的涌入,在中低端晶圓制造鑄就護(hù)城河,已甚至未來高階制程的競爭中,取得明顯優(yōu)勢,不失為一種正確做法。
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