延續(xù)摩爾定律　新制程技術(shù)掀動(dòng)晶圓設(shè)備革新

新制程技術(shù)將引領(lǐng)半導(dǎo)體設(shè)備變革。為持續(xù)跟隨摩爾定律發(fā)展腳步，包括半導(dǎo)體設(shè)備商、晶圓代工廠及封裝測(cè)試業(yè)者，皆已積極朝2x/1x奈米、3D IC和18寸晶圓制程世代邁進(jìn)，并投入相關(guān)技術(shù)與設(shè)備研發(fā)，可望成為未來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)成長(zhǎng)的重要?jiǎng)幽堋?br>

Gartner研究副總裁Bob Johnson
由于半導(dǎo)體制造業(yè)正朝向20奈米(nm)制程邁進(jìn)，因此重要的新技術(shù)趨勢(shì)將改變半導(dǎo)體制造情況。Gartner在2013年將研究制程轉(zhuǎn)移過程所帶來的影響，以及其將如何影響半導(dǎo)體業(yè)者及其電子系統(tǒng)客戶(圖1)。

半導(dǎo)體制造業(yè)正歷經(jīng)變化，除資本支出成長(zhǎng)率趨緩以及設(shè)備支出迅速攀升之外，半導(dǎo)體供應(yīng)鏈廠商在2013年將面臨數(shù)項(xiàng)對(duì)業(yè)務(wù)構(gòu)成沖擊的破壞因素。舉例來說，來自已量產(chǎn)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)規(guī)模壓力正將產(chǎn)業(yè)帶入18寸晶圓(450毫米(mm))的制程。而目前產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)包括經(jīng)濟(jì)情況不明朗、由誰來支付制程轉(zhuǎn)換費(fèi)用的爭(zhēng)辯，以及誰會(huì)受惠等問題。另一方面，制程進(jìn)展為維持摩爾定律(Moore's Law)的速度，新制程技術(shù)正陸續(xù)出現(xiàn)，造成設(shè)計(jì)和制造先進(jìn)制程產(chǎn)品的支出增加，逐漸改變產(chǎn)業(yè)基本結(jié)構(gòu)。

不僅如此，目前已有許多半導(dǎo)體議題開始醞釀，并將在未來帶給產(chǎn)業(yè)更多變數(shù)，例如業(yè)界對(duì)18寸晶圓技術(shù)期待透過該制程降低制造成本及其達(dá)陣的可能性、追求摩爾定律造成成本增加、英特爾(Intel)/三星與其他晶圓代工廠相互競(jìng)爭(zhēng)行動(dòng)裝置市場(chǎng)龍頭寶座、蘋果(Apple)對(duì)制程市場(chǎng)的影響、三維(3D)晶片封裝技術(shù)崛起，與其在行動(dòng)裝置市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿Φ取?br>

圖1 半導(dǎo)體制造議題概述
Gartner將提出上述議題將對(duì)半導(dǎo)體制造供應(yīng)鏈帶來何種影響。半導(dǎo)體制造業(yè)者也須知道哪些新技術(shù)可望對(duì)新興或發(fā)展中的半導(dǎo)體市場(chǎng)帶來成長(zhǎng)，以及須留意哪些趨勢(shì)。

受景氣波動(dòng)影響 晶圓代工廠成主要資本支出來源

首先，半導(dǎo)體晶圓廠設(shè)備市場(chǎng)為因應(yīng)整體半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化，購并案已愈來愈多，因此，領(lǐng)導(dǎo)廠商在市場(chǎng)總營收的占比將逐漸升高，進(jìn)而對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)帶來深遠(yuǎn)影響。

緊接著，半導(dǎo)體制造業(yè)的資本投資與產(chǎn)能計(jì)劃在邁入2013年后，持續(xù)不穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)情勢(shì)會(huì)讓多數(shù)半導(dǎo)體廠商減少資本支出。若回溯2012年歷史，整體產(chǎn)業(yè)投資趨勢(shì)主要系由少數(shù)幾家大型半導(dǎo)體廠商所主導(dǎo)，這些廠商在少數(shù)成長(zhǎng)的主要市場(chǎng)區(qū)塊如電腦、平板電腦、筆記型電腦與固態(tài)硬碟中相互爭(zhēng)奪市場(chǎng)地位。

至于半導(dǎo)體封測(cè)服務(wù)(SATS)亦如同晶圓代工產(chǎn)業(yè)與整體半導(dǎo)體市場(chǎng)容易受到景氣循環(huán)因素影響。值得注意的是，直通矽晶穿孔(Through-Silicon Via, TSV)與3D封裝等新技術(shù)可能改變市場(chǎng)的基本結(jié)構(gòu)，而部分后端制程可能會(huì)移轉(zhuǎn)到前端的晶圓代工廠，因此，封測(cè)廠正針對(duì)晶圓級(jí)封裝產(chǎn)能進(jìn)行投資。

在晶圓代工廠持續(xù)爭(zhēng)奪行動(dòng)裝置市場(chǎng)霸主寶座的情況下，晶圓代工市場(chǎng)將是2013年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)唯一提高資本投資的主要區(qū)塊，不過，晶圓代工服市場(chǎng)將受到需求改變以及晶圓代工廠的產(chǎn)能過剩所影響。
半導(dǎo)體廠布局須緊跟市場(chǎng)脈動(dòng)

就廣義層面的半導(dǎo)體市場(chǎng)而言，供需與庫存累積等景氣循環(huán)情況會(huì)隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)發(fā)展的壓力而變動(dòng)，并進(jìn)而沖擊市場(chǎng)對(duì)半導(dǎo)體裸晶圓(Raw Wafer)的需求。裸晶圓需求狀況取決于半導(dǎo)體制造業(yè)的需求，因此半導(dǎo)體廠商須密切觀察市場(chǎng)后續(xù)發(fā)展。

在2013年，半導(dǎo)體后端設(shè)備市場(chǎng)主要受TSV與3D封裝技術(shù)的采用進(jìn)而挹注成長(zhǎng)動(dòng)能，不過，相較于那些與晶圓制造業(yè)息息相關(guān)的市場(chǎng)區(qū)塊，后端設(shè)備對(duì)市場(chǎng)的反應(yīng)稍有不同。

各大半導(dǎo)體廠商目前在資本投資規(guī)畫方面都感受到壓力，而晶圓制造設(shè)備市場(chǎng)亦同。在大型晶圓制造設(shè)備供應(yīng)商持續(xù)激烈競(jìng)爭(zhēng)的情況下，其產(chǎn)能可能也會(huì)受到非景氣循環(huán)投資模式影響。此外，隨著超紫外光(EUV)技術(shù)成熟和18寸晶圓量產(chǎn)的到來，晶圓制造設(shè)備市場(chǎng)亦將開始經(jīng)歷新技術(shù)帶來的影響。

隨著半導(dǎo)體制程邁入2X奈米與1X奈米階段，新技術(shù)也陸續(xù)出現(xiàn)，并影響傳統(tǒng)設(shè)備供應(yīng)商，例如超紫外光微影技術(shù)(EUV Lithography)有助大幅簡(jiǎn)化高階制程。不僅如此，18寸晶圓制程的轉(zhuǎn)換已指日可待，不過，若要維持摩爾定律的速度，費(fèi)用已開始逐漸增加，該現(xiàn)象會(huì)減緩許多設(shè)備的采用速率，并且先進(jìn)制程的好處將局限于少數(shù)擴(kuò)張的應(yīng)用市場(chǎng)。