生產(chǎn)450 mm（18 英寸）硅晶圓的經(jīng)濟(jì)可行性——來(lái)自硅晶圓材料供應(yīng)廠商的呼聲
鐘 信
1． 前言
根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析，晶圓尺寸的倍增轉(zhuǎn)換周期大約為11 年。第一條 200 mm 生產(chǎn)線投入生產(chǎn)的時(shí)間是在1990 年。而第一條 300 mm 生產(chǎn)線的投產(chǎn)時(shí)間是在2001 年，相隔大約為11 年。至于何時(shí)向 450 mm 變換，直到2003 年底ITRS2003 年版定稿時(shí)產(chǎn)業(yè)界的人士尚未取得共同的認(rèn)識(shí)。到了2005 年ITRS 根據(jù)在300 mm 生產(chǎn)線上的實(shí)踐數(shù)據(jù)才取得共識(shí)，認(rèn)為從芯片加工的角度考慮進(jìn)一步降低單位面積的硅片加工成本，使之符合摩爾定律的規(guī)律，必須加大晶圓的尺寸。并且初步確定第一條 450 mm 生產(chǎn)線將在2012 年投產(chǎn)。2007年由國(guó)際半導(dǎo)體制造技術(shù)促進(jìn)會(huì)ISMI（ International SEMATECH Manufacturing Initiative ）主導(dǎo)的450 mm 晶圓生產(chǎn)線的開(kāi)發(fā)工作已經(jīng)正式開(kāi)始。根據(jù)2007 年年底公布的2007 年版ITRS 路線圖，可以看出從芯片制造廠商角度看，一些需要迫切的廠商將在2012 年投產(chǎn)450 mm晶圓生產(chǎn)線，但是各家的需要并不相同，其它廠家投入的時(shí)間可能稍后。近悉，英特爾公司，TSMC 公司都已宣布450 mm 生產(chǎn)線將在2012 年投產(chǎn)。此外，從專用設(shè)備制造業(yè)來(lái)分析2012 年全面供應(yīng)生產(chǎn)設(shè)備有一定困難。因?yàn)槿绻麑Ｓ迷O(shè)備要在2012 年正式供應(yīng)，設(shè)備的阿爾法樣機(jī)和工具即需要在2009 年提供給芯片廠試用，但是許多關(guān)鍵專用設(shè)備的樣機(jī)提供時(shí)間，現(xiàn)在還不能確定。再次，從晶圓材料制造廠商獲悉，450 mm 晶圓的正式研究開(kāi)發(fā)工作預(yù)計(jì)到2009 年才能正式開(kāi)始。從材料制造方面提供的數(shù)據(jù)，晶圓從 200 mm 轉(zhuǎn)換到 300 mm 經(jīng)歷了7 年，因此估計(jì)450 mm 晶圓的轉(zhuǎn)換預(yù)計(jì)需要到2016 年才能全面完成。因此，ITRS 在2007 年最后確認(rèn)的晶圓轉(zhuǎn)換時(shí)期為2012 年~2016 年之間。[1]將晶圓尺寸提高到450 毫米的優(yōu)越性和必要性應(yīng)該從整個(gè)生產(chǎn)鏈來(lái)考查。在以前幾次晶圓直徑提升過(guò)程中，并未過(guò)多地考慮從硅晶圓供應(yīng)廠商的情況。但是在向450 毫米提升時(shí)，看來(lái)有許多問(wèn)題和以前不同，很有必要分析一下晶圓供應(yīng)廠商可能遇到的挑戰(zhàn)，以及為此必須承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。