半導體業(yè)已經(jīng)邁入14nm制程，2014年開始量產(chǎn)。如果從工藝制程節(jié)點來說，傳統(tǒng)的光學光刻193nm浸液式采用兩次或者四次圖形曝光(DP)技術(shù)可能達到10nm，這意味著如果EUV技術(shù)再次推遲應用，到2015年制程將暫時在10nm徘徊。除非等到EUV技術(shù)成熟，制程才能再繼續(xù)縮小下去。依目前的態(tài)勢，即便EUV成功也頂多還有兩個臺階可上，即7nm或者5nm。因為按理論測算，在5nm時可能器件已達到物理極限。 

工藝尺寸縮小僅是手段之一，不是最終目標。眾所周知，推動市場進步的是終端電子產(chǎn)品的市場需求，向著更小、更輕、更低成本、更易使用的方向邁進。IDC于今年發(fā)布的關(guān)于2020年時全球智能設(shè)備的預測數(shù)據(jù)顯示，一是互聯(lián)網(wǎng)使用人數(shù)將達40億，二是產(chǎn)業(yè)銷售額達4萬億美元，三是嵌入式終端裝置達250億臺，四是需要處理的數(shù)據(jù)量達50萬億GB，五是全球應用達到2500萬個。 

近段時間以來，全球能夠繼續(xù)跟蹤先進制程的廠家數(shù)量越來越少，集中在幾家龍頭大廠，分別為做邏輯的英特爾，做存儲器的三星、SK海力士、東芝、閃迪以及做代工的TSMC、格羅方德等，業(yè)界盛傳的三足鼎立架構(gòu)已經(jīng)基本形成。它們發(fā)展的驅(qū)動力主要是為了保持龍頭地位，防止追隨者超過它們。所以在大多情況下，它們的持續(xù)投資與跟進是必需的，雖與工藝尺寸縮小的驅(qū)動力有關(guān)，但并不明顯。因為即便摩爾定律已到達終點，對于它們的影響都甚微。 

另外，除了FinFET(3D)、UT SOI(超薄絕緣層上硅)等工藝之外，從產(chǎn)業(yè)鏈角度來說，在未來的10年間全球半導體業(yè)中尚有三大技術(shù)，可能推動產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)又一輪高增長，包括450mm硅片、EUV光刻及TSV的2.5D和3D封裝，它們都涉及整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作問題，非單個企業(yè)的能力能解決。 

向450mm硅片過渡有波折 

由于研發(fā)經(jīng)費不足，目前說450mm設(shè)備開發(fā)已經(jīng)具備條件是不客觀的，似乎各家廠商正在等待發(fā)令槍聲的到來。 

450mm硅片的命運從開始就是坎坷的，與300mm硅片相比，業(yè)界的質(zhì)疑聲不斷，歸納起來有以下兩個方面：一是在“大者恒大”的局面下，還有多少客戶能下訂單?而開發(fā)450mm設(shè)備需要投資約200億美元，它的回報率在哪里?二是設(shè)備大廠缺乏積極性。 

開發(fā)尚不具備條件 

存儲器業(yè)自2007年由200mm向300mm硅片過渡，近期半導體設(shè)備業(yè)基本上除了200mm設(shè)備的翻新業(yè)務之外，幾乎已全是300mm設(shè)備的訂單。設(shè)備業(yè)經(jīng)過一次又一次的兼并重組，目前能幸存下來的都是各類別身經(jīng)百戰(zhàn)的佼佼者。近期它們的日子也不好過，面臨的形勢也十分嚴峻，如不加入到450mm行列，就等同于自動出列。因此，近兩年來自設(shè)備大廠的反對聲浪已經(jīng)幾乎消停，但是苦于研發(fā)經(jīng)費的不足，態(tài)度也不十分積極。 

由于設(shè)備產(chǎn)業(yè)的特殊性，它們必須要走在技術(shù)的最前列，因此芯片制造業(yè)不得不依賴于此。根據(jù)300mm硅片設(shè)備開發(fā)的經(jīng)驗，450mm設(shè)備不是能簡單地把腔體放大就能解決問題的。可以想見，目前客戶的訂單會集中在14nm甚至10nm(根據(jù)它的導入時間推算)制程，采用FinFET或者UT SOI等工藝，所以許多設(shè)備要重新進行設(shè)計，至少硅片上的缺陷密度要減少兩個數(shù)量級。加上綠色產(chǎn)業(yè)的需要，無論是在設(shè)備的耗電量、耗水量、體積大小、重量等方面都要有大的改進。

所以目前關(guān)于450mm設(shè)備的進展除了EUV光刻機能吸引人們眼球之外，其他僅有測量設(shè)備等有些報道，也并不多見，相信各家廠商都在暗自發(fā)力。然而由于研發(fā)經(jīng)費的不足，目前說450mm設(shè)備開發(fā)已經(jīng)具備條件是不客觀的，似乎各家廠商正在等待發(fā)令槍聲的到來。 

臺積電450mm計劃資深總監(jiān)游秋山博士于去年提及了公司內(nèi)部對于18英寸晶圓設(shè)備設(shè)定的目標，希望與12英寸設(shè)備相比，整體設(shè)備效率能于2018年提升1.1倍、2020年提升至1.8倍。此外，設(shè)備價格降低70%，尺寸縮小2/3，以及平均每片晶圓能維持與300mm設(shè)備相同的水電消耗量。 

突破需共擔風險 

450mm硅片的進程要看何時業(yè)界的第一條及第二條引導線(或者生產(chǎn)線)運行之后，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)預期的芯片成本下降目標。等到設(shè)備真要放量擴產(chǎn)時，設(shè)備制造商與芯片制造商之間可能會依EUV的發(fā)展模式再次聯(lián)合起來。 

原因十分簡單，全球共有不到10家客戶，要迅速實現(xiàn)突破，在缺乏經(jīng)費的情形下，不下工夫是肯定不會成功的，所以一定要共擔風險。另外與300mm硅片設(shè)備相比較，進展也不可太快，萬一成本下降效果不是十分明顯的話，那些芯片制造商購買時就會很猶豫，導致最初的訂單數(shù)量不會太多。而設(shè)備是一定要經(jīng)過客戶的試用之后，累積經(jīng)驗才能發(fā)現(xiàn)問題、予以改進。兩者之間是魚水的關(guān)系，但是各有自己的經(jīng)濟利益考量。 

因此，對于全球半導體業(yè)向450mm硅片過渡的前景還是客觀一些為好，事情可能會有波折，原因是半導體技術(shù)的先進性、復雜性要求已很高，而設(shè)備業(yè)準備并不很充分。

另據(jù)消息，英特爾近日確認，位于美國俄勒岡州的Fab 1DX二期工程已經(jīng)破土動工，這也是全球第一座將會用來生產(chǎn)450mm大尺寸晶圓的工廠。 

EUV光刻“好日子”即將到來? 

EUV光刻已引