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制造晶圆难吗?晶圆制造业有哪些特点?

来源: 21ic
2020-12-31
类别:基础知识
eye 33
文章创建人 拍明

原标题:制造晶圆难吗?晶圆制造业有哪些特点?

制造晶圆确实是一项难度极高的任务,这主要体现在技术门槛高、工艺复杂、投资巨大等方面。晶圆制造业的特点也十分鲜明,以下是对这些问题的详细分析:

制造晶圆的难度

  1. 技术门槛高

    • 晶圆制造涉及众多高精尖技术,如光刻、刻蚀、离子注入等,这些技术需要极高的精度和稳定性。

    • 随着摩尔定律的推动,晶圆的集成度和精度要求越来越高,工艺加工难度也越来越大。

  2. 工艺复杂

    • 晶圆制造需要经过数百甚至数千道工艺步骤,每一步都需要精确控制,以确保最终产品的质量和性能。

    • 这些工艺步骤在精密仪器下进行,人类肉眼无法看清,因此需要高度自动化的设备和严格的质量控制体系。

  3. 单点技术突破难

    • 构成半导体制造工序的最小单位的工艺技术就是单点技术,复杂电路的制造工序超过500道工序,这些工序对技术的要求极高。

    • 单点技术的突破需要长期的研发积累和技术沉淀,且往往面临诸多技术瓶颈。

  4. 集成技术难

    • 晶圆制造需要将多个技术集成在一起,形成完整的工艺流程。

    • 集成技术的难点在于如何在短时间内完成从无限的组件技术组合中,制定低成本、满足规格且完全运行的工艺流程。

  5. 批量生产技术挑战

    • 将研发中心通过集成技术构建的工艺流程移交给批量生产工厂时,需要确保精确复制,但严格意义上的精确复制基本是不可能的。

    • 即使开发中心和批量生产工厂的设备相同,在同样的工艺条件下也未必能够得到同样的结果,因为设备之间可能存在微小的性能差异。

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晶圆制造业的特点

  1. 重投资、上量慢

    • 晶圆制造企业的核心投资是设备投资,一条微米级的8寸晶圆线投资巨大,且建设周期长。

    • 新建晶圆厂从土建到点火通线至少需要2年时间,而产能满产则需要更长时间。

  2. 淘汰率低、盈利周期长

    • 晶圆制造制程设备的使用时间长,设备企业基本上只生产最先进的,停产老产品,淘汰率低。

    • 晶圆制造企业的盈利周期也较长,因为需要长期的技术积累和研发投入。

  3. 技术门槛高、更新快

    • 晶圆制造业的技术门槛极高,且技术更新速度非常快。

    • 企业需要持续投入研发和新工厂及设备,以保持竞争力。

  4. 高度自动化、机械化

    • 为了提高生产效率和产品质量,晶圆制造业高度依赖自动化和机械化设备。

    • 人员的参与程度较低,以减少人为因素对产品质量的影响。

  5. 市场集中度高

    • 晶圆制造业呈现出较强的头部集中趋势,少数几家企业占据了大部分市场份额。

    • 这与晶圆制造的高技术门槛、高投资成本以及长周期等特点密切相关。

综上所述,制造晶圆是一项极具挑战性的任务,需要克服众多技术难题和工艺挑战。同时,晶圆制造业也呈现出重投资、长周期、高技术门槛、高度自动化和市场集中度高等特点。


责任编辑:David

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