上網時間 : 2007年11月09日
業界對於是否向450mm (18吋)晶圓轉移的爭論已經白熱化，半導體設備陣營與一些IC製造商之間的歧見甚至進一步加深，特別是英特爾(Intel)。
在晶片製造聯盟Sematech於美國所舉辦的一場活動上，國際半導體設備材料產業協會(SEMI)的聯合生產力工作小組召開了閉門會議，會中IC設備業者提出了對該晶片聯盟具爭議之450mm晶圓計畫的擔憂。其中晶圓設備供應商甚至指出該計畫有缺陷且方向錯誤，並主張向下一代晶圓尺寸轉移，所帶來的成本優勢可說是微乎其微或根本沒有。
Sematech聲稱，IC產業界可透過將300mm晶圓轉移至450mm晶圓，隨著時間推移將每片晶圓成本降低30%。然而市場研究公司Gartner的分析師Bob Johnson卻指出，Sematech所假設的成本節省：「是令人質疑的。」
此外應用材料(Applied Materials)基礎工程事業群(Foundation EngineeringGroup)的技術長IddoHadar則表示，450mm晶圓在遙遠的未來也許有發展機會，但他形容Sematech大膽的轉移路線，就像是一列「要去撞牆」的脫軌列車。
Hadar是在SEMI工作小組會議後接受採訪時做出以上評論。據了解，參與該會議的人士包括數家晶圓設備供應商，如應材、Axcelis、ASML、KLA-Tencor，此外日立(Hitachi)、超微(AMD)、Sematech以及台積電(TSMC)等公司代表也有出席，不過英特爾(Intel)則不見人影。
英特爾長期以來就倡導，如果半導體產業要維持摩爾定律(Moore’sLaw)，大約在2012年就要需要興建450mm晶圓廠。而台積電與東芝(Toshiba)似乎也是450mm晶圓的支持者。然而，晶圓設備供應商卻已明白表示因為研發的成本太高，不想再開發支援下一代晶圓的機台。這讓晶圓設備供應商及其客戶之間的關係趨於緊繃。
不過晶片製造商們似乎毫不畏懼，VLSI Research執行長G. DanHutcheson透露，其中有部份晶片製造商甚至已向未透露名稱的供應商訂購450mm原型設備。但450mm晶圓的技術研發成本，可能導致其研發時程比英特爾所預期的還要晚。「我預期450mm晶圓會出現，但不會是在2012年；」Hutcheson表示：「我感覺它最晚會在2025年出現。」
兩個提議
Sematech最近公佈了兩項旨在減緩向450mm晶圓轉移之速度的計畫，未明示實施時程；它們分別是「300mmPrime」，和屬於International Seamtech Manufacturing行動的「ISMI450mm」。其中300mmPrime受到較多晶圓設備業者支持，因為它看來可提升現有300mm晶圓廠效率，並因此排擠了業界對450mm晶圓廠的需求。
至於較新也較具爭議的ISMI 450mm計畫，是今年7月在SemiconWest展會上所公佈；該計畫鼓吹晶片製造商開始從300mm晶圓向尺寸更大的晶圓，做更直接的轉移。不過一推出就馬上遭到晶圓設備供應商的抨擊，誰來投資開發下一代晶圓設備的爭論被再次點燃；其中一些公司直接把矛頭對準英特爾，指該公司對Sematech的影響力很大，並指望能從該聯盟手中奪取對450mm晶圓計畫的控制權。
在十月底於美國舉行的ISMI座談會上，Sematech聯盟旗下的公司表示將同時支持300mmPrime和ISMI 450mm這兩個計畫。後來又表示，推動新計畫能把產品製造週期縮短50%，且聲稱每片晶圓的成本可降低降低30%。
Sematech官方婉拒接受筆者的採訪。SEMI的全球標準和技術副總裁John Ellis則在咀嚼ISMI 450mm計畫的相關數字之後指出，Sematech所提出的數字有問題：「這是有問題的。我們對這些數字提出質疑。」
SEMI指出，Sematech的經濟模型假設450mm晶圓設備將與現有的300mm機台吞吐量相同。該模型涵蓋大多數晶圓設備，包括蝕刻(etch)、離子植入(ionimplantation)、檢查和微影。假設每片晶圓上有400顆晶片，根據該模型，每小時吞吐量為150片晶圓的300mm工具能在60分鐘內處理6萬顆晶片，更大的450mm晶圓則可產出920顆晶片。
因此Sematech推論，對於下一代晶圓尺寸，具有相同晶圓吞吐量的450mm設備每小時能處理13.8萬顆晶片，而這也正是該模型有漏洞的地方。應材的Hadar表示，假設更大的晶圓面積要求以更精細的幾何尺寸加工，那麼450mm工具只能期望每小時處理的晶片僅約7萬4,400顆，只比目前的300mm晶圓設備快一點點。
因此，為了滿足Sematech的吞吐量模型，晶片製造商將需要購買兩台450mm設備，而不是一台設備，以處理特殊的製程步驟；Hadar表示，這些附加的成本似乎讓轉移至450mm晶圓可能獲得的好處消失殆盡。
對晶片設備製造商來說，每家工廠需要更多的設備似乎是好消息，但卻有投資報酬率的問題。對於IC設備供應商來說，前一代300mm晶圓設備的研發成本可能需要花30年的時間才能回收，而開發450mm晶圓設備呢？「永遠也得不到回報！」Hadar表示。
因此，AMD負責製造、技術開發和供應鏈的資深副總裁Douglas Grose表示，現有的300mm晶圓廠，有著必須利用至最大限度的壓力。半導體產業界必須持續把重點放在提升這些老晶圓廠的生產率，以及生產週期的縮短上。
Grose表示，目前業界的作法是以25片晶圓為一批，來進行晶圓加工步驟，但大多數工具一次只能處理幾片甚至一片晶圓，也拖慢了整個生產週期。人們提議採用小量製造及單晶圓工具以大幅提升製造效率，但這需要整個產業界的觀念改變。
AMD支持300mmPrime計畫，不過Grose也認為產業界某天將採用450mm晶圓。至於這樣的轉移究竟何時會發生？Grose對《EE Times》的記者表示：「這我實
在不知道，但希望我們不要因此將資源分散到450mm晶圓，而使得300mm技術衰退。」
(參考原文：Call to slam brakes on 450-mm fabs)
(Mark LaPedus) |
發表於 2007-11-10 05:37
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