众半导体制造商聚焦300mm模拟晶圆厂

2013-07-29 15:02:08来源: eeworld

    2009年,TI(德州仪器)建造了行业里第一个300mm的用于模拟芯片的晶圆厂,此举改变了半导体行业的局面。

    到那时为止,模拟芯片的制造使用的是200mm以及更小尺寸的晶圆。在300mm晶圆厂里,TI(德州仪器)可以获得比竞争对手更有利的die-size 和成本优势。理论上,一块300mm晶圆提供的芯片数比200mm的晶圆多2.5倍,从而使TI(德州仪器)降低整体的制造成本。

    在过去的一年里,英飞凌和意法半导体已经开始加紧筹划各自的用于模拟芯片的300mm晶圆厂。并且寻求填补缺少晶圆厂和轻晶圆客户空隙的方法,GlobalFoundries是能够提供300mm产能的、用于模拟/混合信号技术的最优秀制造商之一。“TI具有这些技术并且也是300mm水平的,”日前Globalfoundries的全球销售,市场,质量和设计的副执行Michael Noonen说。“怎么做才能和TI(德州仪器)相媲美?我们要的是这个问题的答案。”

    在这不断变化的形势中,Powerchip,TowerJazz,TSMC和UMC 已开始准备提供300mm模拟芯片的生产能力。但大多数的专业代工厂没有300mm晶圆厂,并且认为他们并不处于劣势。他们认为,模拟技术是面向过程的,并不依赖于晶片的尺寸。

    模拟芯片制造商能否吸收新的300mm的产能目前尚不清楚。一些模拟IDM依然自己制造,而其他人已经使用了代工厂。还有其他的问题,300mm模拟晶圆厂能给予芯片制造商竞争优势吗?

   “生产200mm晶圆的晶圆厂在未来几年里都被认为是划算的,它能够制造多种类型的集成电路,如专业的存储器,图像传感器,显示驱动器,微控制器,模拟产品,和基于MEMS的器件,IC Insights的分析师Trevor Yancey说。“在大多数情况下,300mm晶圆厂仅仅用于制造大批量的、商品型的器件如DRAM、闪存、图像传感器和电源管理装置,并且这种情况还会继续。”

    事实上,大量的模拟市场如接口芯片和电源管理,300mm晶圆厂给予芯片制造商更有优势的die-size ,TI(德州仪器)市场研究总监Susie Inouye说。“有许多的模拟产品,选择在300mm晶圆厂里制造并不能高效地利用成本,如运算放大器等等,但我会说对于一些产品也有优势。比如电源管理,TI(德州仪器)凭借300mm晶圆厂就有优势。”

    另一方面,在低迷时期,300mm模拟晶圆厂可能难以利用全部生产力继而导致不必要的产能过剩。事实上,TI(德州仪器)本身是可以立即吞噬自己内部工厂过剩的产能的。在一般的行业,在0.35微米以上的老工艺产能过剩,但主流的0.18微米技术的生产供不应求。

模拟:仍然是宠儿?      

    多年来,由于稳定的经济增长,模拟电子成了华尔街的宠儿。去年,模拟IC市场受到重挫,在2011与2012跨年之际下跌7%。2012全公司整个IC市场下降了3%。但模拟IC市场有望反弹,在2013增长6%,Inouye说。智能手机和平板电脑继续带动模拟市场,但更传统的市场仍然低迷不振,她说。

    在制造业方面,也有一些不确定性,如果没有大的波动,在2009会迎来新局面,当TI(德州仪器)开启RFAB,位于德克萨斯洲理查德森的业界第一个300mm模拟晶圆厂。RFAB是基于LBC7,线性BiCMOS工艺,和C05,0.18微米模拟技术生产和运行的。


    当TI(德州仪器)建成新的晶圆厂,一些人担心TI(德州仪器)会赶走竞争对手和搞价格“轰炸”。但是,TI(德州仪器)并没有赶出其竞争对手;也没有搞价格战。事实上,该公司希望保持利润率。

    但RFAB给了TI(德州仪器)两方面的优势。“所有的300mm模拟生产中 40%是电源管理。300mm让他们从一块晶圆上得到更多数量的裸片,”databean的Inouye说。其次,以TI(德州仪器) 的300mm的产能,也能为客户提供有保证的电源。这对像富士康和三星这样的大客户来讲很关键,在过渡时期它们订购大量的产品,她说。

代工业关注300mm模拟晶圆厂

    TI(德州仪器),英飞凌和意法半导体是少数具有300mm生产能力的模/数混合晶圆厂中的精英企业。其他模拟IDM没有300mm晶圆厂,这意味着他们必须同这些企业打交道,如果他们需要更大尺寸的晶圆代工。

    在某种程度上,GlobalFoundries,力晶半导体,台积电和联华电子公司有专业300mm的生产能力。GlobalFoundries、台积电和联华电子公司也追求领先的数字市场。“我们真的希望能有两种类型的SoC,”GlobalFoundries的noonen说。“一种SOC处于最前沿。然后,另一种SOC则追求More Than Moore(将CMOS技术与模拟/混合技术相结合),这都是有趣的。”

     去年年底,Globalfoundries采取了主动的战略,称为“2015愿景,”涉及其晶圆厂在新加坡的业务。在新加坡,Globalfoundries拥有200mm和300mm晶圆厂,主要分别用于混合信号和逻辑器件的生产。

    在新的战略下,GlobalFoundries将扩大新加坡的300mm用于模拟/混合芯片生产的晶圆厂。在该晶圆厂,它已开始安装300mm的设备,这是最近从台湾的ProMos购得的。300mm的晶圆厂,代号为7厂,生产量将从现在的600000片/年提高到1000000片/年。扩建的方案预计将于2014年中期完成。

    总之,Globalfoundries认为它的模拟/混合信号工艺能够赢得更多的客户从而更有力地与IDM竞争。“我们真的想加快混合信号技术在300mm领域的发展,”noonen说。“我们的想法是利用技术,不仅是竞争,好于那些把自己俘虏在晶圆厂的人们。”

    同时,在五月,联合微电子公司(UMC)实施类似的策略。联电将把一个在新加坡的有专业生产设施的领先的半导体厂改建成300mm晶圆厂。在这个晶圆厂中,联电将制造CMOS图像传感器,嵌入式存储器和高压芯片。该工厂将“使联华电子赢得进入新市场的机会,”UMC首席运营官W.Y. Chen说。

200mm足够用

    同时,晶圆尺寸在200毫米及其以下的代工厂,从表面上看,他们处于劣势。“我们看不到在今天300mm能够作为一个重大的威胁,”TowerJazz高级副总裁及总经理Marco Racanelli说。

   “在如今我们所服务的专业模拟市场,我与我们的对手竞争的是性能和服务。而不是晶片尺寸。”
长期以来,TowerJazz也在筹划着300mm的晶圆厂,他们正在和IBM公司一道,投标印度的一个300mm晶圆厂工程。“我们看到在未来几年的模拟产品,包括低压电源,CMOS图像传感器和射频产品能够利用的晶圆尺寸较大,因此我们在为客户创造这样的条件, Racanelli说。

    大多数的专业代工厂没有计划兴建一座300mm晶圆厂。例如,MagnaChip半导体的一位高管说,公司将建立一个300mm晶圆厂的可能性是“零”。韩国MagnaChip的竞争力在于工艺开发,而不是晶片尺寸。

    MagnaChip有两个可月产14000片的200mm晶圆厂。它是竞争得最火热的混合信号市场中的厂商之一,拥有bipolar-CMOS- DMOS(BCD)技术 。BCD工艺结合了的几种工艺的优势,包括双极晶体管的模拟,CMOS的数字,和功率高压的DMOS。

    在BCD工艺方面,MagnaChip有四个技术平台:深沟槽隔离(DTI),结隔离,non-EPI 和SOI,核心是一个0.18微米,80伏的基于DTI的技术。它还开发了0.13微米和0.11微米的BCD工艺。“0.18 微米和0.35微米工艺在未来一段时间还是会有市场。”韩国MagnaChip工程副总裁Francois Hebert说。

    他们还计划增加silicon-on-insulator(SOI)工艺。基于SOI和DTI技术,MagnaChip新推出的0.35微米,16伏工艺是针对有机电致发光器件的。很快,它们还会推出一个0.18微米的版本。“我爱SOI,”Hebert说。“它能摆脱一切(关于)电容和低压的问题。”

    与此同时,意法半导体已推出一种基于SOI ,0.32微米的BCD工艺。在70 伏,100伏,140伏和200伏的应用中,意法还增加了一个0.16微米的版本。同时,在8伏,40 伏和60伏的应用也会逐渐增加bcd9s的版本,一种0.11微米,不基于SOI的BCD工艺。一个应用领域是在汽车制动系统上,”意法嵌入式处理解决方案总经理Jean-Marc Chery说。

    在它的发展计划中,意法半导体将于2014至2015年在其300mm晶圆厂中应用90nm BCD工艺。这样做,意法和其他芯片制造商可能会压低BCD的成本,使其更具吸引力。到那时,模拟/混合信号半导体业普遍会在产能过剩的浪潮中跨入到300mm晶圆厂的阶段。(参考原文出自:semimd,原文作者: Mark LaPedus       编译者:冯超)

关键字:300mm晶圆厂  模拟  TI

编辑:冯超 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/manufacture/2013/0729/article_9228.html
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