集成電路發(fā)展有兩大動力，一個是摩爾紅利驅動的邏輯工藝,，一個是市場細分驅動的特色工藝,。今年年初，華虹集團旗下華虹無錫項目一期（華虹七廠）首批功率器件產(chǎn)品交付,，標志著中國大陸最先進的12英寸功率器件平臺成功實現(xiàn)量產(chǎn)。
此前，積塔半導體特色工藝生產(chǎn)線正式搬入首臺光刻機,，廈門士蘭12英寸特色工藝產(chǎn)線封頂并投產(chǎn)。一方面,，世界前十的晶圓代工廠都對特色工藝有所布局,，競爭壓力不容小覷；另一方面,，特色工藝長尾效應明顯,，市場碎片化且容量大，為我國半導體企業(yè)帶來發(fā)展機遇,。
強手林立不乏競爭
相比以線寬為基準的邏輯工藝,，特色工藝的競爭能力更加綜合，包括工藝,、產(chǎn)品,、服務、平臺等多個維度,。賽迪顧問分析師呂芃浩表示,，特色工藝的競爭點在于工藝的成熟度和穩(wěn)定性，工藝平臺的多樣性，以及產(chǎn)品種類的豐富程度,。業(yè)內(nèi)人士王笑龍表示,，特色工藝主要比拼廠商的技術經(jīng)驗、服務能力和特殊化開發(fā)能力,。
老牌IDM廠商,，往往在產(chǎn)品設計能力占優(yōu)。例如,，英飛凌的IGBT已經(jīng)做到650V,，應用在電力電網(wǎng)、高鐵汽車等領域,，具有更高的電壓阻斷能力和穩(wěn)定性,。而國內(nèi)許多IGBT廠商難以達到同等的電壓阻斷能力，聚焦在650V以下但附加值較低的消費電子領域,。同樣,，對于晶圓代工廠商，能否在更低線寬做出同等性能的元器件,，決定了廠商的工藝能力,。雖然特色工藝不追求線寬，但線寬越低,，就越能控制批量生產(chǎn)成本,。
在拓墣產(chǎn)業(yè)研究院公布的2019年全球前十晶圓代工廠商中，排名第12位的臺積電,、三星等都在特色工藝有所布局,；排名第3、4位的格芯和聯(lián)電因為無力追趕先進制程步伐,，分別在7nm節(jié)點和12nm節(jié)點中止了對制程節(jié)點的進一步開發(fā),，將主要精力轉向特色工藝。高塔,、東部高科,、世界先進則側重特色工藝，目前高塔RF-SOI,、RF-CMOS等射頻元器件,，以及BCD、CIS已經(jīng)進展到65nm進程,。
“臺積電等大廠也重視特色工藝,，由于其體量龐大，即使投入相對小比例的資源到特色工藝,，也不容小覷,。國內(nèi)廠商做特色工藝從來不缺乏競爭,。”王笑龍說,。
8英寸向12英寸邁進
從6英寸邁向8英寸,，從8英寸邁向12英寸，是晶圓代工的大方向,。2019年,，無錫SK海力士二廠竣工投產(chǎn)，預計完全達產(chǎn)后將月產(chǎn)18萬片12英寸晶圓,。華虹七廠12英寸生產(chǎn)線月產(chǎn)能規(guī)劃為4萬片,，面向移動通信、物聯(lián)網(wǎng),、智能家居,、人工智能、新能源汽車等新興應用領域的中高端芯片需要,。
粵芯半導體12英寸芯片生產(chǎn)線投產(chǎn)，采用130nm~180nm的平臺工藝,，圍繞“產(chǎn)品差異化工藝制程”,，鎖定高端模擬芯片、汽車電子,、生物醫(yī)療檢測,、5G前端模塊等產(chǎn)品方向。
除了投資設廠,，亦有廠商通過收購獲得12英寸產(chǎn)能,。聯(lián)電獲準收購與富士通半導體合資的12英寸晶圓廠三重富士通全部股權，預計聯(lián)電12英寸月產(chǎn)將增加20%以上,。
半導體業(yè)內(nèi)專家莫大康向記者表示,，特色工藝現(xiàn)階段以8英寸為主，12英寸是少數(shù),，多為成熟制程,，又分代工、IDM及非硅材料,，中國在8英寸代工方面有優(yōu)勢,，但IDM競爭對手均是國際老牌大廠，優(yōu)勢較難突破,。在非硅材料方面,，我國廠商起步較晚。
隨著工藝進入到90nm~55nm,，12英寸相對8英寸效能更高,，但挑戰(zhàn)不小。王笑龍表示，從90nm工藝開始,，12英寸晶圓切入市場,。相比8英寸，12英寸生產(chǎn)效率更高,，在產(chǎn)品量大時能有效降低生產(chǎn)成本,。但12英寸產(chǎn)線對于工藝指標要求更高，對于原材料的要求也更高,。呂芃浩也表示,，12英寸特色工藝整體成本是8英寸的80%左右，但是12英寸采用的多數(shù)是新設備,，前期投入很大,，如果產(chǎn)能爬坡不順利，可能陷入長期虧損,。
現(xiàn)階段,，8英寸的優(yōu)勢仍舊明顯，將與12英寸長期并存,。莫大康表示,，8英寸具有設備折舊期已過、工藝相對成熟穩(wěn)定,、設備軟件升級較少受原廠控制等優(yōu)勢,。同時，8英寸特色工藝的線寬也開始步入90nm以下,，例如三星的8英寸解決方案就包括了65nm的eFlash和70nm的顯示器驅動IC,。未來12英寸、8英寸產(chǎn)能將繼續(xù)增加,，長期并存,。
長尾效應帶來市場機遇
數(shù)據(jù)顯示，2020年特色工藝的驅動力為混合信號芯片,、射頻IC,、汽車電子、MEMS傳感器,、MCU,、圖像傳感器和智能卡IC。據(jù)悉,，eNVM是華虹宏力2018年第一大營收來源,，主要包括智能卡芯片和MCU兩大類應用。同時,，5G蜂窩網(wǎng)絡的部署,，將大幅提升對RF技術的需求,。
5G、物聯(lián)網(wǎng),、多攝像頭手機等新技術,、新終端，將為特色工藝市場持續(xù)注入動能,。王笑龍表示,，近年來特色工藝市場需求最大的變化就是需求量持續(xù)暴漲，射頻通信,、功率器件,、MEMS、CIS,、指紋和面部識別等產(chǎn)品對于晶圓的需求量不斷增長,。
碳化硅大功率器件是特色工藝市場的一個重要爆發(fā)點，技術基本成熟,，市場正在快速起量的臨界點,。呂芃浩表示，5G的商用對射頻芯片需求,、物聯(lián)網(wǎng)對傳感器和藍牙芯片的需求,、新能源汽車對功率器件和傳感器的需求、智能手機和機器視覺對圖像傳感器的需求都會是未來的市場爆發(fā)點,。
“特色工藝技術面和產(chǎn)品面更寬，有很多長尾化和碎片化的市場,，工藝也沒有絕對標準,，沒有一家晶圓廠能通吃所有特色工藝產(chǎn)品。所以,，國內(nèi)廠商有立足的空間,。”王笑龍說,。
近年來國內(nèi)的產(chǎn)能建設,，也在廠內(nèi)設施和設備形成優(yōu)勢?！皣獯髲S由于年代久遠,，設備陳舊，在新興特色工藝競爭中,，中國許多新建廠具有優(yōu)勢,。”莫大康表示,。
我國作為全球最大的半導體市場,，為特色工藝發(fā)展提供了市場機遇,。呂芃浩表示，國內(nèi)企業(yè)特色工藝大多聚焦中低端,，導致產(chǎn)品同質化嚴重,。
但是我國是全球最大集成電路市場，特色工藝產(chǎn)品與市場應用緊密結合,，應用企業(yè)應在產(chǎn)品開發(fā)初期與特色工藝企業(yè)密切互動,，加強整機與特色工藝企業(yè)的協(xié)同創(chuàng)新。