迷你晶圆厂横空出世 芯片产业格局或生变.doc

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1、迷你晶圆厂横空出世芯片产业格局或生变　　芯片设计重要还是制造重要，等日本的这项“黑科技”出来后或许就有答案了。横空出世的“迷你”晶圆厂　　我们知道，台积电最新的超大晶圆厂（GIGAFAB），每个月可生产超过10万片12寸晶圆，而每座晶圆厂造价高达3千亿新台币（约合610亿人民币）。但今年4月1日，日本推出的“迷你晶圆厂”（Minimal迷你晶圆厂横空出世芯片产业格局或生变　　芯片设计重要还是制造重要，等日本的这项“黑科技”出来后或许就有答案了。横空出世的“迷你”晶圆厂　　我们知道，台积电最新的超大晶圆厂（GIGAFAB），每个月可生产超过

2、10万片12寸晶圆，而每座晶圆厂造价高达3千亿新台币（约合610亿人民币）。但今年4月1日，日本推出的“迷你晶圆厂”（Minimal迷你晶圆厂横空出世芯片产业格局或生变　　芯片设计重要还是制造重要，等日本的这项“黑科技”出来后或许就有答案了。横空出世的“迷你”晶圆厂　　我们知道，台积电最新的超大晶圆厂（GIGAFAB），每个月可生产超过10万片12寸晶圆，而每座晶圆厂造价高达3千亿新台币（约合610亿人民币）。但今年4月1日，日本推出的“迷你晶圆厂”（Minimal迷你晶圆厂横空出世芯片产业格局或生变　　芯片设计重要还是制造重要，等日本的

3、这项“黑科技”出来后或许就有答案了。横空出世的“迷你”晶圆厂　　我们知道，台积电最新的超大晶圆厂（GIGAFAB），每个月可生产超过10万片12寸晶圆，而每座晶圆厂造价高达3千亿新台币（约合610亿人民币）。但今年4月1日，日本推出的“迷你晶圆厂”（MinimalFab），瞄准物联网时代小量、多样的感测器需求，起价却只要5亿日元（0.3亿元人民币）。《日经商业周刊》称之为：“颠覆全球半导体业界的制造系统”。　　这个由经济产业省主导，由140家日本企业、团体联合开发的新世代制造系统，目标是透过成本与技术门槛的大幅降低，让汽车与家电厂商能自己

4、生产所需的半导体及感应器。形同推翻台积电董事长张忠谋30年前所创的晶圆代工模式，重回早年飞利浦、Sony等大厂都自己生产半导体的垂直整合时代。　　贩卖这种生产系统的，是日本横河电机集团旗下的横河解决方案。每台外型流线、美观的制造机台，大小约与饮料自动贩卖机差不多，但各自具备洗净、加热、曝光等功能。每一台机器，都相当于一条半导体制造的生产线。一条“迷你晶圆厂”产线，所需的最小面积是大约是两个网球场的大小。也仅是一座12寸晶圆厂的百分之一面积。　　“迷你晶圆厂”能够做到如此廉价、体积小，首先是挑战业界常识的创新做法──不需要无尘室。　　半导体

5、芯片上如果沾有超过0.1微米的灰尘就算是不良品，为此，制造室内一定要保持超高洁净度。维持无尘室需要大量的电力，因此不只投资金额很高、维持费用也相当惊人。所以半导体不大量生产的话，很难获利。　　产业技术总合研究所的原史朗挑战了这项业界的常识。“半导体工厂真的需要无尘室吗？明明需要隔绝灰尘的只有晶圆而已。”抱持着这项疑问，原史朗从1990年代开始构想“迷你晶圆厂”。　　几年后，原史朗终于开发出局部无尘化的关键技术，并将此成果制出特殊运输系统“MinimalShuttle”。利用电磁铁控制开关，几乎不会有灰尘进入。　　“迷你晶圆厂”的另一个特点

6、，是不需要用到光罩，这又可大幅降低成本。MinimalFab的概念，就是那样的时代十分需要的多种少量生产系统。要处理的晶圆大约直径0.5英寸，比1日元硬币还要小。因为晶圆很小，所以生产设备也要跟着变小。　　芯片从晶圆上切割下来，大约1平方公分大小。“迷你晶圆厂”的年产量大约是50万个，一般的12寸晶圆厂则是两亿个。如果只生产1万个，市面上每一芯片要收1万日元，但“迷你晶圆厂”只要收1，200日元。　　这项“迷你晶圆厂”的研发计划，源自2010年。从2012年开始的3年内，获得经济产业省的预算，计划也随之通过。现在包含许多制造大厂在内，共1

7、40间企业团体参与。虽然是由横河解决方案在销售，可是参与开发制造的日本中小企业大约有30间，这也是该设备的一大特色之一。　　目前“迷你晶圆厂”的半导体前段制程所需的设备，已经大致研发完毕，开始正式销售。预计2018年以前，切割芯片功能与封装等的后段制程设备也会开发完成。目前芯片产业的格局　　“迷你晶圆厂”的出现，将会对现有的芯片产业提出了挑战。现有的芯片产业，设计与制造两个环节基本分开，当然也有少量的集设计、制造于一体的垂直整合模式的芯片企业。　　一、芯片设计—晶圆代工模式　　由于半导体器件制造耗资极高，将集成电路产业的设计和制造两大部分

8、分开，使得无厂半导体公司可以将精力和成本集中在市场研究和电路设计上。而专门从事晶圆代工的公司则可以同时为多家无厂半导体公司提供服务，尽可能提高其生产线的利用率，并将资本与营运投注在昂贵的晶圆厂