[转帖]是什么阻止了在18寸(450mm)晶圆上生产芯片?
https://news.cnblogs.com/n/644247/
目前世界上芯片的产能超过 70% 是 12 寸(300mm)晶圆,而第一条 12 寸 Fab 线迄今已近二十年,为什么我们还看不到下一代 18 寸(450mm)晶圆厂呢?
一、
首先,我们先看看为什么下一代非得是 18 寸,而不是 14 寸或者 16 寸呢?这是个有趣的问题。
在 90 年代,仍认为自己执半导体牛耳的日本人,曾组织了一个超级硅晶研究所,试图直接从 200mm 晶圆提升到 400mm。
日本人成功拉出了一米多长的 400mm 晶棒,认为技术上可以实现 450mm,但需要一口大锅,但还真没这么大的锅。
拉晶炉底下是个石英锅(坩埚),用来融化多晶硅碎块。做一口纯净无比的二氧化硅大锅,却是个高超的技术活。
同时,为了拉 450mm 的晶棒,锅里大概要放一吨的硅块,比煮 300mm 的汤重一倍,而且提拉的也会多用十几小时。
如何让这一大锅像熔岩一样的硅浆糊一直控制在稳定的温度下,硅棒提拉和旋转速度也都极其稳定,成为比 300mm 更大的挑战。
后来,还不断有各种用小锅不停加料的方法被设计出来。
虽然都不容易,但半导体届对这点困难表示不屑一顾。
因为 200mm x 1.5=300mm
所以 300mm x 1.5=450mm
就这样。
二、
历史上更大的硅片都使得单位面积芯片成本显著降低,不过究竟是怎么降低的,却是个复杂的问题。
芯片生产流程中,设备成本和时间成本是两大核心要素。
450mm 晶圆的面积是 300mm 的 2 倍多,那么生产效率也可以是两倍吗?
很遗憾,并不是这样算。
更大的晶圆并不能节省光刻和测试等工艺的时间,只能节省晶圆装载、蚀刻、各种清洁打磨等时间。
那么增加的设备成本能否真的转换为更高的生产效率呢?
答案是:不知道。
300mm 晶圆厂制造成本中光刻据说已经占了一半,这个比例远高于 200mm 厂。
SEMI 曾预测每个 450mm 晶圆厂将耗资 100 亿美元,但单位面积芯片成本只下降8%。
三、
因为 450mm 晶圆涉及到整个产业链上下游的巨大变化,总投入是千亿美元量级的,半导体业界再也没有一家牛到能够独家制订标准和承担风险。
这时还是需要产学研加上政府引导。
2011 年新上任的纽约州州长 Andrew Cuomo 力主搞了个大政绩。
Cuomo 成功邀到芯片五强(IBM、英特尔、格芯、台积电和三星)在纽约州大幅度研发下一代芯片技术,大家表态投资 44 亿美金推进 450mm,这就是全球 450 联盟(G450C)。
这个联盟的关键基础是纽约州立大学理工学院(SUNY Poly)的实力和 IBM 微电子大本营多年在该州的耕耘,还有纽约州承诺的政府补贴。
Cuomo 还拉着尼康共同出资 3.5 亿美元搞出 450mm 浸入式光刻机。
欧盟在更早时间搞过一个 EEMI450 的合作计划,以色列也搞过一个 Metro450。
然而所有的合作都没有使 450mm 成功。
四、
无心硬件的 IBM 把半导体部卖给了格芯,但格芯并没有足够的钱去搞 450mm 这么大的工程,最后白白损失了一大笔之前的投入。
缺钱也许是后来格芯放弃 7nm 研发的一个原因吧。IBM 一直是 SOI 技术的倡导者,格芯算是继承了遗志。
英特尔其实是最积极推进 450mm 的公司。但事不凑巧,G450C 期间(2011-2016) 刚好是英特尔搞 14nm Broadwell 的时间。
被用到极限的 DUV 光刻机和复杂的 FinFET 使得英特尔当时良率非常低,路线图各种延误。解决不了技术问题,分心去上 450mm 晶圆意义也不大。
ASML 也正在 EUV 光刻机中挣扎,光源效率等问题一直拖后量产的时间表。资金压力使 ASML 率先宣布退出 450mm 合作。
虽然有尼康光刻机支持,但是如果 450mm 整体良率和效率并不能显著提升的话,成本并不会比 300mm 低。
从过程看,三星和台积电似乎是最不积极的。当时它们还在搞 20nm,做 450mm 大哥的代价估计它们都很清楚。
当初 300mm 晶圆厂上马的时候,大概有七、八家芯片巨头步调一致,这使得风险均摊了。
五、
SUNY Poly 的 CEO 在 2016 年因丑闻下台,英特尔又一直陷在 10nm 的泥潭里,没有公司再愿意牵头,G450C 联盟彻底瓦解。
Cuomo 州长倒是一直连任到今天,看来会搞经济的领导在哪里都受欢迎。
错过了唯一一次时机,不再有领头羊公司搞 450mm 晶圆,450mm 的经济性是否存在变成了无法知道的谜。
且不说是否有合适的经济模型来模拟 450mm 的各种设备成本增加,以及各种生产效率和使用率,每一步的良率都是极其不可预测的变量。
根据 450mm 晶圆厂的上百亿美元投资水平,能玩的只剩英特尔、三星和台积电三家了。而很明显,这次它们步调一致地把钱投到 EUV。
历史上的规律是在新的晶圆尺寸上开发新的制程技术,比如 200mm 厂大多还停留在 90nm。但目前我们完全看不到 300mm 厂上技术研发停止的迹象。
300mm 和 450mm 晶圆
六、
目前在 300mm 上开发新一款 7nm 芯片的初始成本可能已经有 3 亿美元,那么在 450mm 上估计数字更恐怖。
目前市场上 PC 已经饱和,手机也接近饱和,新的应用如 IOT 等还相对较弱。在整个半导体业不景气时,巨额投资月产几万片 450mm 的晶圆厂,如何消化产能也是个很现实的问题。
也许,真的要等到摩尔定律走到物理极限和遍地都是机器人的时代,我们才有机会重新看到 450mm 的启动。
[转帖]是什么阻止了在18寸(450mm)晶圆上生产芯片?的更多相关文章
- 在 Ubuntu 18.04 LTS 无头服务器上安装 Oracle VirtualBox
作者: Sk 译者: LCTT qhwdw | 2018-10-12 01:59 本教程将指导你在 Ubuntu 18.04 LTS 无头服务器上,一步一步地安装 Oracle VirtualBox. ...
- 18.3.2从Class上获取信息(注解)
package d18_3_1; /** * Class类上所包含的注解 * * getAnnotation(Class annotationClass) 获取该元素上指定的类型的注解 * getAn ...
- [CB转帖]台湾晶圆厂产能居全球第一 大陆排名第五但增长最多
台湾晶圆厂产能居全球第一 大陆排名第五但增长最多 据台湾地区媒体报道,近日市场调查机构IC Insights发布了各个地区或国家晶圆厂月产能排名,其中台湾地区排名第一,韩国排名第二,日本排名第三,美国 ...
- 阻止form提交数据,通过ajax等上传数据
btn.click(function (event) { event.preventDefault(); // 组织发送 $.ajax({ ...}) })
- 18.3.2从Class上获取信息(内部类接口等)
内部类 接口.枚举.注释类型
- 18.3.2从Class上获取信息(方法)
package d18_3_1; import java.lang.reflect.Method; import java.util.Arrays; /** * 获取Class对应类所包含的方法的四个 ...
- 18.3.2从Class上获取信息(属性)
package d18_3_1; import java.lang.reflect.Field; import java.util.Arrays; /** * 获取Class对应类所包含的属性的四个方 ...
- 18.3.2从Class上获取信息(构造器)
获取构造器信息 package d18_3_1; import java.lang.reflect.Constructor; import java.util.Arrays; /** * 获取构造器的 ...
- [转帖]ASML EUV光刻机累计生产450万块晶圆:一台12亿元
ASML EUV光刻机累计生产450万块晶圆:一台12亿元 来源驱动之家 ...网页被我关了 就这样吧. 截至目前,华为麒麟990 5G是唯一应用了EUV极紫外光刻的商用芯片,台积电7nm EUV工艺 ...
随机推荐
- js-关于异步原理的理解和总结
我们经常说JS是单线程的,比如Node.js研讨会上大家都说JS的特色之一是单线程的,这样使JS更简单明了,可是大家真的理解所谓JS的单线程机制吗?单线程时,基于事件的异步机制又该当如何,这些知识在& ...
- [RK3399] ES8316+NS4150 播放视频只有背景音,播放歌曲有的有声音,有的无声音
CPU:RK3399 系统:Android 音频IC:ES8316 功放IC:NS4150 以前也在 RK3399 上调试过 ES8316,功能都正常,新主板只是更换了功放IC,就出现无声音的问题(仔 ...
- Mybatis笔记(二)
目录 MyBatis 逆向工程 MyBatis Generator 使用 分页插件 1.下载分页插件 2.配置分页插件 3.使用分页插件 SSM整合(spring与springMVC) 1.创建web ...
- 小福bbs-冲刺集合
[小福bbs-冲刺集合] 一 . 7次团队冲刺博客的链接 第①次冲刺链接 第②次冲刺链接 第③次冲刺链接 第④次冲刺链接 第⑤次冲刺链接 第⑥次冲刺链接 第⑦次冲刺链接 冲刺的时间 日志博客的名称 当 ...
- postgresql大数据查询加索引和不加索引耗时总结
1.创建测试表 CREATE TABLE big_data( id character varying(50) NOT NULL, name character varying(50), dat ...
- Android.mk文件LOCAL_MODULE_TAGS 说明
在移植wireless_tools驱动的时候发现居然没去编译咱的代码,奇怪,后来发现只有LOCAL_MODULE_TAGS 选项这个最有可疑,后来发现有这个说法 LOCAL_MODULE_TAGS : ...
- Linux命令:ipcs/ipcrm命令
ipcs/ipcrm命令 是linux/uinx上提供关于一些进程间通信方式的信息,包括共享内存,消息队列,信号 多进程间通信常用的技术手段包括共享内存.消息队列.信号量等等,Linux系统下自带的 ...
- vim 外部粘贴代码,如何保持原格式,而不持续缩进
主要内容:使用“:set paste” 来实现vim 按照源文件格式复制 在vim 使用中偶尔要复制外部代码,常常出现不停缩进的问题: 怎么避免此种情况出现呢 可以在命令模式中使用“:set past ...
- 对pdf中的图片进行自动识别
对pdf中的图片进行自动识别 商务合作,科技咨询,版权转让:向日葵,135—4855__4328,xiexiaokui#qq.com 原理:增强扫描 效果:自动识别所有图片中的文字,可以选择.复制,进 ...
- input标签在谷歌浏览器记住密码的自动填充问题
//使用autocomplete="new-password" <Input type='password' autocomplete="new-password& ...