业界要闻

2015-07-18 11:44
电子工业专用设备 2015年2期
关键词:黑磷机台制程

业界要闻

450 mm(18英寸)晶圆计划踩煞车ASML:现阶段已无必要性

荷商微影设备大厂ASML在2012年提出的“客户联合投资专案”(Customer Co-Investment Program),广邀台积电、英特尔(Intel)和三星电子(Samsung Electronics)三家半导体大厂投资入股研发450 mm晶圆机台和极紫外光(EUV)机台,不过,现在整个半导体产业链对于450 mm晶圆世代的来临已无急迫需求,研发资金会以300 mm (12英寸晶圆的EUV机台为主,450 mm晶圆计划已紧急踩煞车。

荷商微影设备大厂ASML在全球微影设备的市占率高达80%,也是全球唯一有能力量产EUV机台的半导体设备供应商,主要的竞争对手日厂尼康(Nikon)和佳能(Canon)都不是对手,因此,ASML身上也肩负着延续摩尔定律的使命。

ASML为了延续半导体制程演进和生产成本的逐渐下降,2012年发起的“客户联合投资专案”获得英特尔、三星电子、台积电入股投资,当时的研发分为两个部分,一是EUV机台设备,另一是450 mm机台设备。

但从2014年起,陆续传出英特尔等针对旗下的450 mm计划喊停,台积电也宣布投资ASML的阶段性任务已经结束,已经预售手上的ASML持股,2015年可认列210亿元获利。

ASML表示,现阶段半导体产业暂时不需要450 mm晶圆,当初三大半导体商针对450 mm晶圆的投资,会陆续转去研发300 mm晶圆的EUV机台,将EUV机台技术做到尽善尽美,达到生产效率高且精准的目标。

半导体业者认为,450 mm晶圆世代的来临,当初各方都不看好,因为整个半导体产业的投资金额太大,设备厂也不愿意投入研发,即使投入后,也根本没几个客户会买单,连英特尔、三星、台积电这三家一定会盖450 mm晶圆厂的客户到最后也是踌躇不前。

目前ASML把所有资源放在EUV技术研发上,根据ASML表示,半导体的Lithography和微影叠对量测技术(Overlay Metrology)上,在28 nm制程分别为6道和7道、20 nm制程为8道和9道、10 nm的Lithography步骤高达23道,而Overlay Metrology步骤有36~40道工序。

7 nm的Lithography步骤更是达34道、Overlay Metrology步骤为59~65道,但若是用EUV生产7 nm制程,Lithography和Overlay Metrology技术只需要分别9道和12道工序。

原本ASML的EUV机台因为每小时生产晶圆片数量未达目标,导致成本垫高,但日前半导体产业举行的SPIE先进微影论坛中,台积电对外宣布ASML的NXE:3300B型EUV机台,已经达到单日曝光超过1 000片晶圆的目标,再次刷新纪录。

台积电目前已经安装2台 NXE:3300B的EUV系统,另有 2台新一代EUV系统NXE: 3350B将于2015年完成出货,而原先已安装的2 台NXE:3300B也将升级到NXE:3350B效能。

这个突破让台积电对于EUV效能感到放心,目标是在2016年底前达到单日曝光1 500片晶圆的目标,对于逻辑制程走到10 nm和7 nm、记忆体DRAM技术走到15 nm制程深具信心。ASML目前在台湾地区的半导体客户包括台积电、联电、南亚科、华亚科、华邦、旺宏、瑞晶(现为台湾美光)等,大陆客户包括中芯国际等。

由于有EUV机台助阵,大客户台积电已经表示生产效率大为突破,因此ASML有信心2020年营运达到100亿欧元,届时EUV机台会占营收超过50%。

(来源:DIGITIMES)

ARM:物联网发展将引发下一波工业革命

在此次MWC 2015期间,我们针对ARM现行在物联网 (IoT)等应用发展与ARM市场行销副总裁Ian Ferguson做进一步洽谈,其中除透露将持续与中国大陆、中国台湾等供应链与合作伙伴推动物联网应用发展,同时也认为物联网将成为下一波工业革命发展重点。

万物联网的世界

根据ARM市场行销副总裁Ian Ferguson表示,此次MWC 2015展区有不少关于物联网(IoT)的应用展示,同时目前本身也与合作伙伴持续洽谈合作应用,特别在于跟中国大陆和台湾地区供应链合作洽谈部分也较为紧密,同时ARM也计划持续扶持各类小型厂商扩大整个物联网应用发展规模。除此之外,配合与Android、Linux等开放架构平台合作,ARM也预期将能更具体加速物联网市场成长。

不过,对于物联网概念虽然已经提出许久,但目前仍处于初期发展阶段,Ian Ferguson认为主要基于目前各个厂商对于物联网应用仍处于试水温阶段,同时诸如资料或装置互动所采用连接规范也尚未全面标准化,以及对应巨量资料的网路频宽与背后数据分析应用都还在发展调整,而消费者对于此类应用也尚未全面适应等因素,因此许多现行提出应用都还只是概念性,或是较为浅层的使用模式。但如同智慧型手机以相当快的速度普及,Ian Ferguson也认为物联网应用将会引发下一波工业革命,并且带来生活应用上的改变。

Ian Ferguson以自己患有阿兹海默症的母亲为例,因为病情影响而导致容易失忆,若是配合具备连网与通讯机能的智慧穿戴装置,将能更顺利在短时间内主动找回走失的母亲,或是透过网路连接直接与母亲沟通、确保安全等;同时,若患有心脏疾病患者可在心脏内设置可连网的连接元件,一旦患者心脏病发时,即可由系统直接发出讯号、所在地点通报医院抢救,并且紧急联络照护人员,并且在第一时间透过电流方式进行心脏按摩,设法让患者能恢复正常心跳。

而在进一步的想像中,Ian Ferguson也开玩笑地表示未来可能衣服本身就是连网装置,同时更具备通话等功能应用,甚至回家也能直接透过衣架悬挂衣物进行充电与资料备存等。

持续与合作伙伴改善连接标准、网路频宽

在谈到物联网背后占有相当重要的连接标准规范,Ian Ferguson强调以ARM的立场而言,并不会额外提出像是“ARMJoyn”般的连接标准,而采取跟合作伙伴如Qualcomm、Google等厂商所提出连接标准合作,认为以自身角色应该是设法让市场提出标准能以合理方式彼此相容,而不是另外提出全新标准加入市场标准混战。

至于在网路频宽是否会因应物联网装置持续成长提出对应解决方案,ARM也将与合作伙伴一同努力改善,但本身并不会参与基频技术等发展,主要还是聚焦在处理器应用,但在网路部分则会与终端厂商、电信厂商与晶片厂商等合作伙伴合作改善,例如可配合小型网目网路串接物联网应用设备,避免占据过多的网路频宽。

来源:经济日报

大陆向全球华人半导体企业招手

联电将前进大陆参股设立300 mm(12英寸)晶圆厂,台积电也有意投资大陆,在中国政府砸钱拉拢“华流”之时,该怎么去,正考验半导体大老们的智慧。

1月21日,远在美国纽约华尔街的交易室里,格外不平静。市场传出,中国神州龙芯准备并购超微半导体(AMD),这一天,超微股价从开盘价2.14美元,最高拉升至2.45美元,随后短短两周内,超微股价大涨超过50%。

中国神州龙芯是一家资本额只有人民币3亿元(约新台币15亿元)的小公司,却要吃下资产总额高达新台币1 200亿元的国际级大企业。但熟知半导体产业的人士,恐怕一点也不觉得奇怪,因为神州龙芯是一家由中国中科院计算所与综艺股份合资的国有企业,它所代表的就是中国政府扶植半导体产业的背后庞大奥援。

神州龙芯要并购超微,看上的不只是它是仅次于英特尔的中央处理器厂商,还有它背后的华人势力。超微半导体的执行长苏姿丰,就是地地道道出身在中国台湾,因为这层背景,让超微成为大陆首要拉拢、并购的对象。

中国政府全力扶植

千亿并购银弹 瞄准华人企业

超微只是一个案例而已,包括最近传出中国电子(CEC)企图收购的半导体网通晶片大厂迈威尔科技(Marvell),创办人亦是印尼华侨戴伟立与周秀文;消息传出后,股价一路大涨,几乎创下3年新高。另外一家据传中国捧16.9亿美元收购的影像感测器大厂、苹果手机供应商豪威科技(OmniVision),现任执行长洪筱英即来自中国大陆,总裁吴日正则在中国台湾土生土长,念完中原大学电机系后才出国深造。

“中国扩张它在半导体的实力,第一步是买回中国到美国上市的公司,像是清华紫光收购展讯、RDA;第二步就是买下旅美华人所主导的半导体公司,”拓墣产业分析师林建宏指出。

中国意欲并购华人的半导体厂商,背后异乎寻常的采购实力,就是来自2014年6月所颁布的一份文件——《国家集成电路产业发展推进纲要》(以下简称《推进纲要》)。这份纲要载明,中国半导体产业要利用全球资源,加强国际交流,提升全球产业的地位与影响力,并且在今年就要达成半导体产业销售收入超过人民币3 500亿元的目标。

随着《推进纲要》出炉,中国随即表明要成立规模高达人民币1 200亿元的半导体产业投资基金,而在2014年年底已由华芯投资、国开金融和中国菸草等公司出资将近1 000亿元成立该基金,以投资入股的方式,扶植中国半导体产业。

“半导体是烧钱的行业,与讲求报酬率的基金投资,宗旨是相背离的,”顾能中国上海半导体研究部门研究总监盛陵海指出,因此中国政府会透过优惠税收和补助,确保基金投资的半导体公司,能有机会通过上市等方式,让被投资企业能在财务上得到保障。

换言之,这些受到“钦点”入资的半导体公司,中国政府会想尽办法、用各种手段不让企业亏钱。外界表示,人民币1 200亿元的投资基金,仅是“种子基金”,如果国家和各地方政府加入的总投资算进去,基金真正的规模,约在人民币6 000亿元左右,相当于6座300 mm晶圆厂。

向联电、台积电招手

利多条件诱人 最怕整碗捧去

中国政府保证稳赚不赔,庞大银弹即源源不绝而出,找寻先期的并购标的,较容易沟通合作的,就属华人相关企业。但有两家半导体产业中重量级的公司,中国大陆不容易买到,那就是总部位于台湾地区的晶圆代工大厂台积电和联电。

《推进纲要》在文末最后一句意味深长地点明:“发挥两岸经济合作机制作用,鼓励两岸集成电路企业加强技术与产业合作。”盛陵海解释,“这句话就是给一个政策,如果台湾地区半导体产业把技术和厂房带到大陆来的话,补助和优惠可望比照大陆厂商”。

巧合的是,《推进纲要》颁布后不到6个月,联电即在去年12月获投审会通过,至福建厦门参股,与厦门市人民政府及福建省电子信息集团合资成立公司,建立300 mm晶圆厂,生产40 nm制程晶圆。

而始终对前进中国带有疑虑、8年来只有1座上海松江200 mm厂的台积电,去年年底董事长张忠谋也松口表示:“台积电可以在大陆半导体产业扮演协助角色。”据相关人士指出,台积电的确有意在大陆扩产或投资,甚至设立300 mm晶圆厂,“只是目前还没有明确的时程和规划。”

根据《推进纲要》发展目标指出,2020年中国就要达到16/14 nm量产,到2030年则在半导体产业链的主要环节具有国际先进水平。“半导体制造是所有科技领域中最困难、最复杂的技术,”联电前高层即表示,如果没有台积电、联电的协助,大陆要达到目标,恐怕没那么容易。

因此,中国大陆必须积极拉拢台湾半导体厂登陆,但此举难免让外界担心半导体人才与技术的问题,尤其不论是联电或台积电,设厂着眼的恐非40 nm的成熟制程,而是被形容为达到制程“甜蜜点”的28 nm制程。

但联电前高层对此倒是乐观看待。“晶圆制造精细到连一粒细胞大小的灰尘都不能跑到晶圆里,几百道制程都不能出错,水和电的供应更要稳定,别的产业不敢说,但以晶圆代工而论,大陆要超越台湾的半导体技术,没有花上10年,根本办不到!”他信心满满地表示。

面板惨业噩梦将重演?

想追台湾技术 至少得拚10年

“《推进纲要》上写20年16 nm才能量产,但台积电今年已经能够量产,”盛陵海表示,“制订《推进纲要》的人很清楚,短期内,先进技术要赶上,没那么简单。”

但中国在2007年的十一五规画,大力扶植面板、太阳能及LED等产业,结果全球产能过剩,市场染成红海,开启台湾面板、太阳能及LED前所未有的衰败,成为三大“惨业”。半导体作为台湾科技产业的最后一道堡垒,会不会也变成下一个“惨业”呢?

“我很期待中国政府能改变思维,确实做到两岸分工与合作。”曾担任工研院电子所第一任策略规划与技术扩散推广组组长,在半导体产业已35年的IC设计公司伟诠电子董事长林锡铭指出,“因为抛开技术密集不说,半导体产业是一个资本投注非常庞大的产业,台湾发展了近40年,才有今日的成就。”过度投资,对产业是祸非福,着眼大陆释放的利多,着手前进大陆的联电、台积电,必须慎重以对。

(来源:财讯双周刊)

中国超过美国成为从德国进口电子产品第一大国

据德国ZVEI行业协会统计,2014年中国第一次超越美国,成为从德国进口电子产品最多的国家。去年从德国进口123亿欧元的电子产品,较前1年增长15.9%。主要进口产品为自动化技术、工业控制和开关设备、计量技术以及电子元件。美国紧随其后,进口量增加3.2%达113亿欧元。法国名列第三。

德国电子行业的出口(包括再出口)去年1月到10月增长了3.9%达到1 368亿欧元。虽然全球经济萎靡,但德国的电子行业实际生产从2014 年1月至11月比前1年增长了2.4%。该行业协会预测,2015年德国电子产品价格会适当上涨1.5个百分点。销售量将增加到1 740亿欧元。

“德国电子行业的生产商在去年面临着严峻的环境,每月的数字都有变动,但是年度的成绩确实令人鼓舞,这也显示了德国电子行业的实力。”Max Milbredt德国联邦外贸与投资署的专家说道。“同时中国是在德国电子行业中投资项目数量最多的国家。这也证明了两国间在该领域的紧密合作”。

(来源:德国联邦外贸与投资署)

具备超越石墨烯优势的新材料──黑磷

二维(2D)材料被预期将在国际半导体技术蓝图(ITRS)所指的2028年矽材料末日接棒,其中最知名的就是石墨烯(graphene);科学家们也正在研究其他“梦幻材料”,包括过渡金属硫化物(transition metal dichalcogenides,TMD),如二硫化钼(molybdenum disulphide,MoS2)。现在又有一种新的2D材料——黑磷 (black phosphorus)——被视为能解决石墨烯的一些问题。

黑磷没有石墨烯的缺点——石墨烯缺乏能隙(bandgap)而且与矽不相容;与矽的相容性可望促进矽光子元件(silicon photonics)技术的发展,届时各种晶片是以光而非电子来传递数位讯号。率领该研究团队的美国明尼苏达大学教授Mo Li表示:“我们首度证实了晶体黑磷光电探测器(photodetector)能被转移到矽光子电路中,而且性能表现跟锗(germanium)一样好——这是光电探测器的黄金标准。”

(来源:College of Science and Engineering,University of Minnesota)

磷在自然界是一种具备高度活性反应的物质——这也是为何它们被用来制造火柴——不过将磷在烤箱中以精确的温度烘烤后,它的颜色会变黑,不但性质变得非常稳定,还转变成一种纯晶体型态,能剥离到矽基板上。明尼苏达大学的研究人员使用20个单层(monolayer)的黑磷打造第一款元件证实其光学电路,据说可达到3 Gbps的通讯速度。高性能光电探测器仅使用几层黑磷 (红色部分),就能感测波导(绿色部分)中的光;也可用石墨烯(灰色)调节其性能。

黑磷超越石墨烯的最大优点就在于拥有能隙,使其更容易进行光探测;而且其能隙是可借由在矽基板上堆叠的黑磷层数来做调节,使其能吸收可见光范围以及通讯用红外线范围的波长。此外因为黑磷是一种直接能隙(direct-band)半导体,也能将电子讯号转成光;Li表示:“我们的短期目标之一是制作黑磷电晶体,而长期目标则是在矽晶片中实现黑磷雷射元件”。研究人员将黑磷整合到矽波导光干涉仪(途中的细线),以精确量测其光吸收量以及侦测其中产生的光电流。

(来源:College of Science and Engineering,University of Minnesota)

Li声称:目前正被研究中的各种2D材料里,黑磷的可调节能隙特性与其他材料也拥有的高速运作性能之间,并没有严重的折衷 (trade-off)问题,这使得该种材料在上述两个条件都是“表现最佳”。赞助此研究案的单位包括美国空军科学研究所(ir Force Office of Scientific Research)以及美国国家科学基金会(NSF)。

(来源:eettaiwan)

突破委外产能限制半导体OEM亟需重新整合供应链

在今年初于法国 Grenoble举行的欧洲3D TSV高峰会上,来自半导体产业的业界专家们似乎都认同这样的看法:在包括消费市场等许多领域,采用2.5D整合(透过利用中介层)仍将比采用真正的3D垂直整合更具成本竞争力。而这可给电子制造产业带来重大变化。

半导体谘询公司ATREG资深副总裁兼负责人Barnett Silver在会中发表对于封装与IC制造市场的看法。

他说,“过去十年来,随着技术迈向下一个先进节点,半导体制程与晶圆厂开发的总成本急据上升,预计在 14 nm节点以后只有台积电(TSMC)、三星电子(Samsung)与英特尔(Intel)等少数几家代工厂还握有足够的资金持续这一制程竞赛。这使得OEM以及无晶圆厂的IC设计公司只能依靠少数几家代工选择,持续地受到牵制。因此,大型OEM必须垂直地重新整合其具策略性的芯片供应链”。见图1。

图1 芯片整合历经周期性循环

Silvers预计在未来 3年内将会出现转折点——诸如苹果 (Apple)、Google和亚马逊(Amazon)等资金充裕的OEM可望投资于越来越多的代工厂与IC封装厂,以确保其供应链稳定,届时半导体产业将能更有效地利用先进节点,以及降低芯片产能分配的风险。从观察多家代工厂与IDM的收购/整并谈判中,Silver目睹了这一类大型OEM的竞价过程(不过至今并未成功)。

对于OEM而言,抗衡台积电等少数几家晶圆代工厂市场主导地位的方法之一,就是透过不同程度的资本参与、经营权与所有权介入,以及收购委外半导体组装与测试服务供应商(OSATS)与代工厂的股份,以及开发其他的替代生产模式。

Silver表示,这种混合的半导体制造模式可能为其带来‘产能权益’,即半导体公司或OEM可投资于一座晶圆厂,以便取得该晶圆厂(包括保证获得产能)整体成功的股份;或者透过更进一步的合作(共同合作)模式,由多家半导体公司共同拥有与经营一座晶圆厂,并确保按比例获得整体产能,同时共同分担营运费用。

“在此过程中,封装技术至关重要,然而却经常被忽视了‘,Silver表示,他看到OSAT和晶圆代工服务的融合态势。

根据Yole Developpement的调查报告,2014年全球半导体IC晶圆中约有19%采用晶圆级封装技术(如晶圆植凸块、RDL与TSV等)制造,预计在2015年还将提高到20%。

Silver表示:“在代工厂、OSAT和IDM竞相抢占510亿美元的芯片组装与测试市场之际,我预期未来将会看到更多的整并与收购。随着封装技术变得越来越先进,特别是在晶圆级,在前段制程与后段封装之间将会发生重新整合与融合。”

尽管大部分的进展都来自于矽穿孔 (TSV)技术,包括解析度、深度与长宽比等,该技术仍被认为成本高昂,而仅限于高阶应用,包括服务器存储器或高性能运算等。虽然2015年被认为是3D TSV起飞的一年,可望看到更多高频宽存储器加速量产,但在今年欧洲3D TSV高峰会上的众多争议多半都围绕在这种全3D架构何时才能和2.5D中介层一样在消费应用上展现竞争力与成本优势。这种不确定性对于OSAT来说正是一个好机会,让他们能够扩展产品组合,以及抗衡企图掌控一切的代工厂。

根据半导体封装谘询公司TechSearch International总裁E.Jan Vardaman指出,虽然TSV技术已经被广泛地应用在感测器和MEMS,但产能问题以及堆叠存储器与逻辑元件带来的热挑战仍然让3D TSV无法得到消费应用的青睐。

Vardaman认为,逻辑元件和存储器的单芯片整合最早将在2018年实现,但由于智慧型手机带来的价格压力,将使其难以在2019年以前采用3D TSV实现逻辑元件与逻辑元件的堆叠架构。

“芯片堆叠正成为现实,AMD目前也在着手进行中,”AMD资深研究员Bryan Black观察今天的2.5D和3D封装解决方案表示,“但为什么现在才发生?”他声称AMD大约在10年前就已经解决了产能问题,而且即将在其所有产品系列中使用TSV技术。

成本是首要原因,特别是以先进制程节点制造大型芯片时,由于产量减少,使得成本变得更高昂。“芯片整合也已经耗尽能量,”Black认为,下一代制程节点的整体成本并不一定就会比较便宜。见图2。

图2 电晶体成本的不确定性

他的分析是,即使摩尔定律(Moore's law)能够为每个新制程节点带来更多的电晶体,也不会是最适用的电晶体,因为制程微缩将不再支援单一芯片上的不同功能,例如快速逻辑、低功耗逻辑、类比与快取等。

因此,从逻辑上来看,工程师将会试着把大型单芯片分成专用的元件,最大限度地发挥新的和现有制程节点的价值,而仅透过2.5D与3D堆叠进行重新整合。在他看来,IC整合将永远不会脱离中介层,相反,矽中介层将会是未来的SoC关键介面,支援多种来源的3D元件,使其可依所需的步调扩展各种功能。见图3。

随着堆叠芯片的成本降低,OEM将能够善加利用芯片共享以取代软IP授权,购买市场上最好的芯片,并加以组装制作成自有的SoC。为了自行整合,大型OEM将乐意投资于OSAT或进行封装的代工厂。

图3 矽中介层将是未来的SoC介面

“在服务器领域,还有谁比Google或Facebook更清楚他们需要的是什么?”Black指出,“这些公司并不希望被AMD或英特尔的硬体产品所束缚,但他们也不至于打造出比半导体公司更多创新,他们只需要增加自己的创新就够了。”

“因此,理想情况下,他们会希望市场上出现一款配备开放插槽的芯片,让他们能创造自已想要的产品,”Black如此评论,同时也坦言曾经与Goolge的工程师交换过意见。

这种芯片级IP共享的愿景是:大型OEM可购买来自不同厂商经测试可用的芯片,以及管理自家的2.5D中介层插槽,在某些情况下甚至还可加入自家的ASIC于产品组合中,这一愿景与ATREG设想的垂直重新整合情景不谋而合。

“现在正是商业模式改变的有利时机!”Black的结语似乎暗示着芯片供应商更希望专注于销售更多经IP验证可用的分离式芯片,而非无法符合OEM期待的大型多功能整合芯片。

编译:Susan Hong

(来源:互联网电力电子论坛)

国家基金频频出手集成电路产业整合加快

国家积体电路产业投资基金近期频频出手,各地也在纷纷出台积体电路产业政策并推出相关产业基金,推进积体电路产业发展。

据悉,国家积体电路产业投资基金、华芯投资管理公司、国家开发银行、紫光集团日前联合宣布,国家积体电路产业投资基金将向紫光集团积体电路及相关业务板块投资100亿元,国家开发银行将向紫光集团提供200亿元意向额度,支援紫光集团在积体电路及相关业务板块的发展。目前紫光集团正在进行积体电路相关资产的整合重组。

日前,中芯国际宣布与国家积体电路产业投资基金达成投资协定,国家产业投资基金将以0.6593港元/股认购47亿公司新发行股份,涉及金额达31亿港元。

来源:机电在线

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