IoT芯片青睞12寸晶圓 中國應建立以國產設備為主的8英寸線

　　隨著物聯網的發展，200mm(8英寸)晶圓生產線受到歡迎，產能利用率大幅提高。因此，建議我國應盡快建立一條以國產半導體設備為主的200mm生產線。這是基于國家戰略高度考慮。近期美國對華挑起貿易摩擦的可能性上升，所以我們應當做好最不利的情況發生時的應對準備。

　　物聯網時代200mm生產線是熱點

　　全球200mm生產線正處于特殊的歷史時期。移動技術催生物聯網、5G、云計算、AI等技術的發展，推進了全球物聯網市場擴大，上百億部的智能終端將接入網絡，給芯片廠商帶來前所未有的機遇，特別是物聯網芯片大量采用200mm生產線進行晶圓制造，給200mm廠商帶來機遇。

　　據2016年9月ICInsight對于物聯網市場的預測，2015年市場規模154億美元，增長29%;2016年為184億美元，增長19%;2017年預測為211億美元，增長15%;2019年預測為296億美元，增長17%。那么，為什么物聯網芯片對于200mm生產線青睞有加呢?

　　首先，先進工藝制程的研發投入太高，難以得到大量客戶的青睞。通常一個產品的設計費用(如28nm)需要投入700萬美元，其產品未來的銷售額至少要達到10倍以上，即7000萬美元，才能達到財務平衡。

　　如果產品的設計費用要3.57億美元(如10nm)，那么產品的銷售額要達到35.7億美元才能做到財務上平衡。顯然要尋找如此大規模的應用市場，是非常難的。這導致采用先進工藝制程的客戶數量越來越少。

　　其次，未來物聯網市場呈金字塔狀的分散形態。據GSMA預期，到2020年，全球互聯設備將突破270億臺，移動互聯設備有望達到105億臺，新的市場機遇將進一步增多，主要集中在M2M(機器對機器，即所有增強機器設備通信和網絡能力技術的總稱)和消費類電子產品領域。

　　物聯網盡管是siliconizationofeverything(每樣東西都能“硅化”，含有半導體)，但是與之前的那些市場相比較，它的需求品種多，但量都不大，幾乎少有超過10億部出貨量的情況，甚至單一細分市場1億部的情況都不多見。IBS估計在2020年時只有少數物聯網產品能售出1000萬部以上。

　　最后，物聯網器件主要采用模擬及混合信號，并不需要最先進工藝制程。其中主要的產品類型包括傳感器、電源、人機接口或者RF，它們的功能不需要如先進工藝制程的縮小，不需要低閥值及微電流。據此，在2015年最廣泛采用的設計是130nm，實際上180nm也用得相當好。未來幾年中，可能會采用到65nm、40nm及28nm工藝。

　　200mm生產線需關注維護成本

　　現階段全球200mm生產線用火熱來形容并不過分，然而也暴露出許多問題。由于大部分的200mm生產線建于上世紀末，已經使用了近20年，按生產線的平均壽命約15年計，許多已到報廢的階段，許多二手設備買不到，200mm設備由于零配件的來源少，導致維護困難。這有可能導致二手設備的價格急劇上升，將使200mm生產線失去該有的吸引力。

　　據ICInsight的數據，2016年年底全球有8英寸硅片月產能520萬片及12英寸(300mm)硅片月產能530萬片。另據SEMI的數據，2007年全球有8英寸生產線199條，2015年時只有178條，預測2020年時將增加到191條，相當于2008年水平。SEMI認為在2017年至2021年期間，中國的200mm產能會增加34%。

　　2015年全球200mm的產能按應用分別是模擬占11%、分立器件占14%、代工占47%、邏輯+MPU占21%、存儲器占3%及MEMS與其他占4%。

　　建一條以國產設備為主的200mm生產線

　　200mm生產線在物聯網中的應用是一次難得的機會，中國半導體業應動用產業鏈的力量緊緊抓住它。中國半導體設備廠有足夠的能力可以做200mm設備，也已經產出不少種類的產品。目前最大的問題是200mm設備缺乏在生產線中穩定運行的數據及完善的維修與服務體系。其實，這樣的過程對于半導體設備企業是不可缺少的。

　　中科院院士劉明呼吁要給予國產半導體設備試錯的機會。進口的半導體設備，它們在產品出廠之前已經進行反復多次的修改，所以產品的可用性更好，而國產設備連實際測試的機會都很少，怎么能馬上變成令人可信的優秀產品。

　　因此建議以國家資金為主，建設一條集中最優秀的國產設備的200mm生產線，進行成熟制程的產品量產，其中有一個主要目的，即全面審視國產設備在大生產中的實戰表現，積累國產設備的數據，并不斷加以完善。

　　國產設備廠要全力以赴，把自己的產品真正推向市場。生產線的月產能可從1萬片起步，逐漸擴大至5萬～6萬片，并建議最好選擇一家對于國產設備抱有充分信心的200mm芯片制造商，從產業角度要有相應的激勵措施。

　　由于國產半導體設備的品種不全，要聯成芯片生產線幾乎是不可能的，因此采用“混合模式”在所難免，但是要乘此機會依市場的需求爭取突破幾項關鍵的設備。有人說現在已有“聯合實驗室”，為什么還要建一條芯片生產線?顯然“聯合實驗室”是一個進步，但是與芯片生產線是無法比較的，因為國產半導體設備必須要通過量產的考核，才能真正達到實用化，并把中國半導體設備水平提到一個新的高度。

　　如果這條200mm生產線建成，將象征著中國半導體設備制造商由“配角”轉換到“主角”的時機到來，是一次質的飛躍。當然，這對于國產半導體設備制造商也是一個嚴峻的考驗。

　　所以，國產半導體設備制造商要有迎難而上的心態，要有雷厲風行、一干到底的作風，把發現的問題能迅速地與芯片制造專家們合作共同解決，讓這條200mm生產線能持續運行下去，提高產能利用率。這樣花上3年至5年時間，將這一關闖過去，中國的半導體設備制造業將有光輝燦爛的明天。