物聯網中興了半導體產業 SEMICON TAIWAN 2014 展場直擊

作者 | 發布日期 2014 年 09 月 05 日 17:58 | 分類 奈米 , 晶片 , 物聯網
Semicon 2014

台灣半導體產業最重要的一個年度展覽是 SEMICON2014,這次在台北南港展覽館舉辦,展中主要聚焦的新技術仍舊是圍繞在設備與材料方面,但整個大會中有不少研討會都規劃出半導體產業未來的趨勢、機會和挑戰,特別是全球幾間大的半導體廠都繼續擴大對晶圓廠 (Foundry) 的資本支出 (WPE),設備廠與材料廠近年在半導體產業的收益頗豐,也看好 2015 年的半導體景氣。




科技新報 (TechNews) 認為,以近年來熱門的穿戴式裝置來看,智慧型手環、智慧型手錶等終端裝置的市場受重視度高,連帶著使得 MEMS 銷量大增,幾個相關的 MEMS 廠商,還有負責晶圓代工的半導體廠都先大賺,而智慧穿戴裝置的終端市場戰爭,才剛剛揭開序幕而已。

2014 年的 SEMICON 展覽中,先進製程和關鍵材料是最重要的發展,綠色製造技術也很受到矚目。晶片的封裝技術方面,則是聚焦在FO-WLP、FC-CSP、3D-IC上。

晶圓製造技術,現階段20奈米以下的精密製程涵蓋了16奈米、14奈米與10奈米等級的新製程,技術上應該會是以鰭式場效電晶體 (FinFET) 技術為主流,還有 3D 封裝技術等等。目前包括英特爾 (Intel) 、台積電 (TSMC)與韓廠三星電子 (Samsung Electronics),都積極在進行晶圓廠相關的技術和生產設備的投資與開發,對於未來整體半導體產業的發展有舉足輕重的領先地位。

先進製程需要的EUV(極紫外光)微影技術

目前台廠半導體龍頭台積電,就很積極參與這個技術的開發,因此很早就花大筆資金投資國際半導體設備廠,取得先進製程門票,目前最新的第3代EUV機台NEX3300B已出貨6台,其中有1台到2台已經運到台灣了,另外的國際半導體買家應該是英特爾和三星等大廠。

這種設備極為重要,一台要價數十億元新台幣,是一種曝光機,當半導體晶片要把設計好的積體電路透過先進製程做在晶圓上時,需要這種曝光機來處理。從2X奈米往1X奈米製程的領域走,16奈米、14奈米或10奈米,都仰賴更精密的曝光機來生產,這是除了配方、生產用材料以外,半導體晶片最關鍵的設備。

半導體中,特別是 DRAM 與 NAND 快閃記憶體,受到市場競爭者變少,SSD的市場需求已經真正打開,加上先進製程轉移與產能擴張的平衡比以往更好,再導入如 3D NAND 快閃記憶體的產品後,3D IC的相關技術發展、成本與市場價格可望會更成熟。

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物聯網中興了半導體產業

先前行動裝置如平板與高階智慧型手機的需求成長已經陷入不易的局面,更別論 PC 產業了,但是物聯網、自動化工業設備、醫療健康照護、大數據運算需求,這些新的發展,等於是拯救了半導體產業,新應用帶來了大量的需求,全球主要的半導體晶圓代工廠的訂單都排滿滿,連二線、三線的晶圓代工廠也進入榮景,八吋廠的成本攤提和折舊都已經告一段落,更搭上這波半導體需求熱。不過,市場上需要更低耗電功率、效率更強的晶片,這使得前述三大廠的先進製程開發,有了更明確的需求基礎。

SEMICON 展覽中,半導體的產線設備不但受到相當的矚目,材料方面也有新的發展,更多廠商願意投資在材料科學方面,並僱用更多的材料科學工程師。由於這方面的科技領先國,還是美國、歐洲等地,相對這幾年對材料科學不夠積極的區域,就會面臨關鍵材料技術得靠進口和外來和尚的問題。

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2015 年後的 Fin-FET 技術

英特爾目前是這方面技術的領先者,正積極縮小晶圓面積大小、功率,以及最重要的良率問題。而台積電生產 Fin-FET 技術的晶片,其晶圓面積仍舊是比較大,需要一些時間來縮減,而良率的部份,台積電方面是樂觀的,這對台灣產業來說是好事。

以目前台積電、三星在先進製程方面的進度來看,誰也不確定一定能夠拿到未來蘋果 (Apple )、高通 ( Qualcomm )的高階晶片訂單,兩家都吃到應該是比較可能的,以目前的資本支出計畫而言,都無法讓一家晶圓廠就滿足蘋果和高通兩大最重要的行動運算晶片廠商之需求。

蘋果會不會用 Fin-FET 技術,可能會,也可能不會,這還要看 2015 年的發展進程。

中國政府積極扶持半導體產業,長期對台廠是利空

中國大陸在半導體投資從 2014 年開始更為積極,政府也花了更多重本在培育這方面的技術與人才上,這是因為中國儘管為亞洲的製造業重鎮,但是半導體晶片一直大部分都仰賴進口,想要提高自給率,就得從廠商方面去扶植,不論是人才或技術都要拿到手。

但是以半導體產業而言,要去作到夠多的設備、夠大的產能,以及真的有用的先進製程技術來說,對目前的中國市場是困難的。因此,在無晶圓半導體廠,也就是 IC 設計公司的扶植和開發,是中國目前的產業扶植主要方向。

物聯網的感測器是初期最大商機

物聯網和行動裝置需求不同處,在於物聯網產品需要更多的感測器 IC,以及低耗電、有效率的傳輸技術等技術。電源管理是近年的顯學,要達到超低耗電,這讓電的耗漏、動態電源調整等技術,得以更好的方式應用在物聯網的晶片上,並且整合更多的功能到 IC,又不會增加太多功耗,這是很困難的事情。

另一個半導體產業因為物聯網而變化的是協同最佳化的生態系統,很多共用的智財權 IP ,過去已經加快了晶片設計的腳步,但現在更是要搭配多樣化的 IP 來達成複雜功能的協調。半導體產業在物聯網晶片方面也碰到了一些挑戰,像是不同系統架構間的溝通與傳輸訊號問題,還有未來產品的多樣化,晶片設計上要更能符合少量多樣的終端產品市場變化。 

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