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6″半导体生产线分析、评价
类别:电子综合  
 
        

    

     近二、三年来我国半导体产业蓬勃发展,以华虹NEC (HHNEC)、中芯国际(SMIC)和宏力(GSMC)为代表建设了或正在建设一批8″生产线,同时也建设了一批6″生产线,据不完全统计,直至02年9月6″线已建成6条,目前正在建的有11条(见附表)。产业界正关注并探讨6″线在产业发展中的地位、作用和前景。现就6″线使用寿命、产业中的地位和作用、市场、技术、产品定位,产能成本优势;Foundry业务平台等问题作些分析以期清晰建设6″线对我国半导体产业发展的价值。 一、6″线使用寿命估计: 1、全球6″线设立概况:

     据资料统计,世界各地区6″线建时立期如下:

     ●欧、美、日:20世纪80年代初中期。

     ●韩、台、新:80年代后期。

     ●中国大陆:90年代。除个别新线外基本是美、日、台旧线转移过来。

     ●三大Foundry厂家情况:

     TSMC Fab1:1st6″线, 1987年,20K/M(千片/月),0.8μm

     Fab2:2nd6″线,1990年,78K/M(千片/月),0.45μm

     UMC Fab6:1st6″线, 1989年,48K/M(千片/月),0.45 μm

     Chartered Fab1:1st6″线, 1989年, 28K/M(千片/月),1.2-0.5μm

     资料统计表明,90年代起,全球已不再新建立6″线了。

     2、 不同规格生产线设立历程(见表1)

     3、 结论:

     现存6″线已服役10—15年。按20年寿命期计,6″线还有可能使用5—10年。生产线继续有效使用的关键是:

     ● 设备保全内外支持体系的保证力度。

     ● 根据6″线主流产品的转移变化,企业应对原生产线作相应调整的能力。

     二、 6″线在半导体产业中的地位和作用

     1、 6″线产能在产业中的比例

     ● 各种规格生产线能力比例

     A. 按硅片尺寸统计(见图1)

     ● 6″、8″线产能的比例(见表2)

    

    

     注:比例为等效8″片数量比。

     2、 现存6″、8″线数量估计:

     ●半导体工业产量统计和预测(见表3)

    

     ●6″、8″线数量计算:

     依据:

     3、 结论:

     6″、8″线仍是产业界生产线产能主体,至05年仍占有70%份额。虽比例向8″倾斜,但6″线按每条产能30K/M计,全球仍有120条生产线,总产能达3600K/M,直至05年仍占全球产能的20%,仍在产业中发挥重要作用。

     三、 6″线产品、技术定位:

     1、产品定位

     ● 全球半导体产品结构演变。

     8″wafer equivalents (Mps)

     1999年—2004年各类产品产量统计和预测: 2001年全球产品结构见图表4。

     图4

    

     Source:WSTS

     结论:

     ● 三大类产品在19999~2004年间比例见表5

     表5 ●占总量70%以上的MOS 数字类产品包括:

     存储器、微系统(Micro Systems)、逻辑,其生产基本已完成了从6″0.5μm向8″ 0.25μm的过渡,并逐步向12″线过渡中,6″线用于生产这类产品已没有优势和价值了。

     ● 6″线生产产品必须重新调整定位于占总量30%的模拟/混合信号(Analog/MXS),分立器件/光电子器件(Discrete/Opto)。因此,6″线的作用和价值就在于成为生产这些产品的主要平台, 6″线的优势产品应是:

     ● 功率及功率管理电路;Trench DMOS,MOSFET

     ●平板显示器控制驱动电路:LCD/PDP Driver。

     ●手机用RF IC,包括:功放(PA)和接收(Tranceiver)。

     ●CMOS传感器(Sensors)和MCU内置ROM包括:MASK ROM/OTP/Flash。

     2、技术定位

     现存6″线原定位于:

     产品:MOS 数字电路

     工艺技术:0.8—0.5μm CMO

     随着MOS数字电路产品升级换代,其生产于90年代逐步完成了从6″线向8″线的过渡,21世纪开始进一步向12″线推进。因此要继续发挥6″线在产业中的价值和作用,在生产产品作上述重新定位的同时技术也必须重新定位于:0.8~0.35μm的BiCMOS;DMOS/BCD;SiGe HBT工艺技术。

     只有在技术和产品上重新调整到正确的方向并在生产线设备配置和工艺技术作必要调整,6″线在未来十年半导体产业发展中才会发挥重要作用。四、6″线经济效益分析

     半导体工业一直沿着特征尺寸不断缩小,硅片尺寸不断扩大的方向发展,驱使发展的动力除了产品功能、性能不断提高的需求外,主要是追求更高经济效益。一条生产线经济效益取决于对成本的控制,从成本控制图(图5)可看出。 效益决定于三部分:

     ● 可变成本:包括扣除折旧制造成本/PR、经营管理成本/PR和产能利用率决定的产能增量成本/PR。这部分各公司、各生产线会有差异,取决于生产资源的有效管理和利用,因此是由公司管理能力和水平所决定的。

     ● 固定成本即产能成本/PR,它表示建立产能所需固定资产投资的代价,以资产折旧方式定量表示。它取决于建立产能的资产优劣程度,产能成本越低,资产创造财富能力越强,资产越优化。

     ● 平均单价ASP/PR,在相同水平的生产系统中ASP/PR差异取决于科技创新能力和绩效。

     因此,一个生产系统的经济效益取决于资产的优劣程度、管理能力和水平,以及科技创新能力。但是资产是基础,管理、科技创新将在资产奠定的基础上发挥增效作用,因此要从资产角度来分析并评价6″线的效益。

     首先,引入产能成本优值和资产优值概念并定义如下:

     产能成本优值 = 甲生甲产系统产能成本/PR

     产能成本优值 = 乙产系统产能成本/PR

     它表示两生产系统“产能成本”亦或“投入产出比”相差的倍数。

     资产优值AE = 临界产能成本/PR

     资产优值AE = 产能成本/PR

     详细说明见成本控制图。

     现从产能成本优值和资产优值两方面分析6″线的经济效益:

     1、 6″线产能成本优势见表6

    

     表6 注:资产结构中数据是目前6″、8″二手生产线可行的投资结构行情。固定资产折旧年限设定:设备5年、动力设施8年、 厂房,C/R20年。

     结论:在同是二手设备建线模式下,目前6″线较8″线具有更高的成本优势。2、资产优值评价:

     就目前所掌握的国内外6″线生产经营实际统计数据,归纳表7。

     表7 由此可推算出: 由此看出国内除个别6″线由于其资产优值1(境外的>>1),所以都是盈利的。因此,资产优值AE可作为评价生产线创造财富能力的重要指标。

     当AE>1:生产系统可创利,越大利润率越高或抗风险的盈亏平衡点越低。

     0 (作者:SGNEC总经理顾问林善楷)