莫大康：芯片制造業(yè)要具特色及相對(duì)集中

半導(dǎo)體業(yè)的最大特征有兩條：一個(gè)是摩爾定律，每?jī)赡旯に囍瞥糖斑M(jìn)一個(gè)臺(tái)階，基本上同樣工藝的產(chǎn)品，因?yàn)橹瞥坛叽缈s小，其產(chǎn)品成本可以下降約 50%；另一個(gè)是規(guī)?；慨a(chǎn)，所以有“印鈔機(jī)”與“呑金獸”之稱(chēng)。

眾所周知涉及芯片制造業(yè)孕育著巨大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)榧夹g(shù)要求高，投資巨大等，而且要不斷的投入，讓許多“新進(jìn)者”望而生畏。

但是近期在中國(guó)又掀起一輪“造芯”的高潮，許多地方政府都熱衷于興建各類(lèi)芯片生產(chǎn)線(xiàn)，認(rèn)為如果再不上馬生產(chǎn)線(xiàn)，已經(jīng)跟不上“時(shí)代的步伐”。

盡管中國(guó)擁有全球最大的 IC 市場(chǎng)，是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)，但是它是屬于全球的，要取得訂單必須能從對(duì)手的手中去搶過(guò)來(lái)，需要競(jìng)爭(zhēng)中勝出。

現(xiàn)階段中國(guó)真的沒(méi)有必要去興建那么多條 12 英寸先進(jìn)工藝的芯片生產(chǎn)線(xiàn)，投資巨大，負(fù)擔(dān)太重。如果市場(chǎng)定位僅在 65-28 納米段，由于對(duì)手太多，除了臺(tái)積電，格羅方徳之外，還有三星、聯(lián)電等。以下聯(lián)電的經(jīng)歷值得思考，中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)也一定不可幸免。

聯(lián)電講述它的 28 納米制程經(jīng)歷，這是當(dāng)前晶圓代工產(chǎn)業(yè)最賺錢(qián)的服務(wù)，聯(lián)電是少數(shù)緊追在臺(tái)積電之后開(kāi)發(fā)出 28 納米制程的公司；但只要聯(lián)電一旦追上，臺(tái)積電的 28 納米就會(huì)改版，「每次改版，客戶(hù)就會(huì)改用新的制程，」聯(lián)電只好再重新投資一次，臺(tái)積電光是用這樣的方式，就已經(jīng)把聯(lián)電拖累。

盡管中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)具有特殊性，它不可能學(xué)習(xí)聯(lián)電那樣放棄追趕 7 納米制程，無(wú)論如何要進(jìn)行突破，解決 0 到 1 的能力問(wèn)題。因此能夠集中力量突破更先進(jìn)的制程技術(shù)，或者具特色的工藝能力才是當(dāng)務(wù)之急。

其實(shí)這樣的“沖動(dòng)”已不是首次，可能也不可避免，但是不能總是這樣循環(huán)下去，而要設(shè)法去提高與改進(jìn)。

誠(chéng)然現(xiàn)階段中國(guó)半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展，可能并非存在哪種模式下一定優(yōu)越，正是百花齊放的好時(shí)代。但是對(duì)于它的風(fēng)險(xiǎn)性可能尚缺乏足夠的重視與認(rèn)識(shí)。因?yàn)榘雽?dǎo)體業(yè)有許多獨(dú)特的規(guī)律，其中生產(chǎn)線(xiàn)太分散，不但造成互相爭(zhēng)搶人材，力量不能集中，同時(shí)未來(lái)要保證生產(chǎn)線(xiàn)的連續(xù)運(yùn)行是十分困難的。因?yàn)槲覀儫o(wú)法與如三星、臺(tái)積電、英特爾等大牌廠(chǎng)商相比擬，它們的單條生產(chǎn)線(xiàn)規(guī)模大，訂單穩(wěn)定，設(shè)備廠(chǎng)可以從它的提供服務(wù)中獲得收益。

芯片制造生產(chǎn)線(xiàn)的基本狀況
如今建設(shè)一條 12 英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn)的投資已經(jīng)很高，少則 30-50 億美元，其中僅半導(dǎo)體設(shè)備的投資占 70%以上。如 2017 年美國(guó)加州 UC Berkeley 大學(xué)的理論數(shù)據(jù)，一條月產(chǎn) 12 英寸硅片，50,000 片的生產(chǎn)線(xiàn)，需要 50 臺(tái)光刻機(jī)，10 臺(tái)大束流離子注入機(jī)，8 臺(tái)中束流離子注入機(jī)，40 臺(tái)付蝕機(jī)以及 30 臺(tái)薄膜淀積設(shè)備等，估計(jì)各類(lèi)設(shè)備的總計(jì)臺(tái)(套)要超過(guò) 500 個(gè)。(注：不同產(chǎn)品的工藝，其設(shè)備會(huì)有所不同)。

2017 年臺(tái)積電在中國(guó)臺(tái)南建設(shè)新芯片生產(chǎn)線(xiàn)作環(huán)評(píng)時(shí)列出的數(shù)據(jù)：每日用水量 20-25 萬(wàn)噸；日用電量 150-222 萬(wàn)千瓦；及日污水排放 16.5-17.6 萬(wàn)噸等。

除此之外由于芯片生產(chǎn)線(xiàn)中大量使用氮?dú)饧扒鍧嵉膲嚎s空氣等，通常在生產(chǎn)線(xiàn)附近一定會(huì)建供氣站等。

芯片生產(chǎn)線(xiàn)要集中布局
縱觀(guān)全球各國(guó)與地區(qū)，它們的芯片生產(chǎn)線(xiàn)布局一定是相對(duì)集中，不會(huì)分散。

其中最為關(guān)鍵的因素是要維持芯片生產(chǎn)線(xiàn)的連續(xù)不間斷運(yùn)行，一定要得到原設(shè)備廠(chǎng)商的技術(shù)支持，它包括有兩個(gè)方面，一個(gè)是維修工程師能最快時(shí)間到達(dá)，另一個(gè)是要擁有足夠規(guī)模的另備件倉(cāng)庫(kù)。

而原設(shè)備廠(chǎng)商在生產(chǎn)線(xiàn)附近地區(qū)設(shè)立服務(wù)中心，決定于已經(jīng)安裝的設(shè)備總量，如果達(dá)不到一定規(guī)模時(shí)，設(shè)備廠(chǎng)商會(huì)因財(cái)務(wù)原因而采取“異地代管”模式。

所以在這個(gè)地區(qū)有原設(shè)備廠(chǎng)的服務(wù)中心，對(duì)于保證生產(chǎn)線(xiàn)連續(xù)運(yùn)行是相當(dāng)?shù)年P(guān)鍵。舉個(gè)例子，一條年銷(xiāo)售額 10 億美元的生產(chǎn)線(xiàn)，如果生產(chǎn)線(xiàn)停擺 1 小時(shí)可能造成損失達(dá) 114,155 美元。

另外，芯片生產(chǎn)線(xiàn)的產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)，需要配套的項(xiàng)目很多，如果該地區(qū)能聚集多條的芯片生產(chǎn)線(xiàn)，那么如氣體、掩膜等供應(yīng)可能會(huì)有更多的集中服務(wù)。

半導(dǎo)體業(yè)需要有規(guī)模，才能產(chǎn)出更多的硅片，具有經(jīng)濟(jì)效益，通常認(rèn)為一條 12 英寸芯片生產(chǎn)線(xiàn)月產(chǎn)能達(dá) 30,000-40,000 片是個(gè)財(cái)務(wù)臨界點(diǎn)。