18寸晶圆量产恐再往后延

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在金融海啸后,12寸晶圆需求快速成长,正式跃居市场主流,下一世代18寸晶圆的发展亦备受各方瞩目,尤其英特尔将于新晶圆厂中,支持18寸晶圆技术,台积电也呼吁设备发展加速,不过,正是由于设备发展速度赶不上进度,加上成本仍太高,让18寸晶圆迈入量产的时间点,恐怕再往后延。

  2008年时,台积电与英特尔、三星电子(Samsung Electronics)三大半导体巨头达成共识,宣布将于2012年进入18寸晶圆世代,进行试产。至于2012年的时间点推算,主要由于半导体过去约以10年作为1个世代交替,1991年全球第18寸厂投入量产,200112寸晶圆厂也导入生产,因此推估18寸晶圆厂将于2012年问世,距今仅剩约1年左右时间。

  然而,过去两三年间,受到景气不振影响,不只半导体厂缩减资本支出,半导体设备商更是受损惨重,尤其18寸晶圆设备造价不斐,也让许多设备厂裹足不前。随著景气回升,半导体设备厂对于投资开发18寸晶圆的设备意愿回升,不过由于投资金额庞大,未来仍将是相当大的挑战。

  2010年底,半导体大厂英特尔(Intel)首度证实,将于新晶圆厂D1X5支持18寸晶圆技术,显示英特尔在18寸晶圆研发脚步上已有长足的进展。

  台积电指出,关于18寸晶圆的发展乐见其成,并且希望业界发展能够加速,若能符合成本投资效益,就能导入生产。台积电最新的Fab15是以12寸厂来规划,未来的Fab16则尚未规划,但若18寸晶圆发展能赶上,新厂房都保留弹性,视情况可做兼容18寸晶圆的规划。

  业界指出,从过去经验来看,越大尺寸的晶圆产出的确有其效益,不过其效益恐怕并不如过去来的大。国际半导体设备暨材料协会(SEMI)指出,根据合理的分析,晶圆尺寸升级原本应使晶圆面积增加至2.25倍,但是实际只能带来1.24倍的乘数效益,仅为乐观期待的50%

  SEMI进一步指出,造成效益不如以往,主要是由于物理的限制,先进制程的微影和布植技术分别利用光束和离子束扫描,生产速度能够提升的幅度有限,每一片晶圆处理的时间将延长,因此大大抵销晶圆面积增加的乘数效益。另外,量测和检验的程序也是利用特定的物理方法,以扫描的方式来进行。总而言之,18寸晶圆设备的产能其实和12寸等级的不相上下,成本却将高出1.3倍。

  业界也正在发展次世代的微影技术,希望能延续12寸晶圆的发展,业界计画在32纳米元件时配合升级成18寸晶圆,现在又推迟到22纳米,未来恐进一步推迟到11纳米,此外,能够投入18寸晶圆发展的设备商并不多,使得18寸晶圆厂问世的时间恐怕会再延后。