良率和需求讓28納米制程遭受挑戰(zhàn)

盡管接下來(lái)幾年，晶圓制造領(lǐng)域?qū)⒊掷m(xù)以高于整體芯片市場(chǎng)的速度成長(zhǎng)，但Gartner和其它市場(chǎng)分析公司表示，該領(lǐng)域仍然面臨著來(lái)自先進(jìn)28nm制程節(jié)點(diǎn)的挑戰(zhàn)。

特別是今天許多晶圓廠都在努力引進(jìn)32-nm/28-nm high-K金屬閘極(HKMG)CMOS制程，Gartner研究副總裁Bob Johnson說(shuō)?！耙?8nm上制造塊狀硅HKMG很困難。所有的晶圓廠現(xiàn)在都遭遇良率和缺陷密度問(wèn)題，”他表示。

半導(dǎo)體設(shè)備制造商 KLA-Tencor 公司總裁兼CEO Richard Wallace在最近一場(chǎng)電話會(huì)議中也提到了同樣觀點(diǎn)，他指出晶圓廠正在投資28nm工具，而且正在著手解決良率挑戰(zhàn)。

同時(shí)，隨著全球經(jīng)濟(jì)趨緩，客戶推出28nm的項(xiàng)目需求也隨之減少，Gartner的Johnson表示。由于客戶紛紛緊縮預(yù)算，因此這些設(shè)計(jì)項(xiàng)目的時(shí)程也隨之延長(zhǎng)。

不過(guò)此一論點(diǎn)并不適用于樂(lè)觀的臺(tái)積電(TSMC)。今年稍早，TSMC聲稱(chēng)采用其28nm進(jìn)行的設(shè)計(jì)大約與他們推出40nm制程時(shí)的情況相當(dāng)。然而，當(dāng)時(shí)臺(tái)積電的目標(biāo)是預(yù)期2011年可成長(zhǎng)20%。2011年的前9個(gè)月，臺(tái)積電的銷(xiāo)售額與前一年同期相比上升4.2%。2011年臺(tái)積電在整個(gè)芯片市場(chǎng)仍然呈現(xiàn)增長(zhǎng)，但僅有少數(shù)幾個(gè)百分點(diǎn)。

Johnson指出，晶圓廠把推動(dòng)28nm制程作為嘗試改善良率的機(jī)會(huì)?！?012年，28nm HKMG的總出貨量不會(huì)超過(guò)200,000片300mm晶圓；或是少于4%的晶圓廠營(yíng)收。大量出貨不會(huì)發(fā)生在2012年，而且可能會(huì)比人們?cè)人A(yù)期的更慢，”Johnson說(shuō)。

一項(xiàng)依技術(shù)節(jié)點(diǎn)分類(lèi)的晶圓廠出貨預(yù)測(cè)報(bào)告顯示，32/28nm還需要時(shí)間才能達(dá)到和45/40nm相同的成長(zhǎng)曲線。談到當(dāng)前面臨的具體問(wèn)題，Johnson表示，Globalfoundries已在其32nm SOI制程上經(jīng)歷過(guò)了良率問(wèn)題。他們?yōu)槌?AMD)制造產(chǎn)品，不過(guò)僅僅是增加產(chǎn)量而已。而英特爾(Intel)則比晶圓廠更早推出HKMG制程，并已經(jīng)轉(zhuǎn)移到22nm制程了。Johnson指出，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的其它廠商都落后英特爾一個(gè)制程節(jié)點(diǎn)。

KLA-Tencor的Wallace比較了28nm以及40/45nm節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，芯片制造都遭遇良率問(wèn)題。他指出同樣的現(xiàn)象正發(fā)生在28nm節(jié)點(diǎn)，許多KLA的客戶都遇到該問(wèn)題，他們以為早已掌握技術(shù)了。Wallace表示，目前28nm的良率范圍主要取決于晶圓廠產(chǎn)線。他指出28nm的良率問(wèn)題和微縮有關(guān)，而由此一趨勢(shì)衍生的對(duì)晶圓檢測(cè)和測(cè)旺設(shè)備的需求，正是KLA的商機(jī)所在。

Lam Research Corp.,公司副主席兼CEO Steve Newberry表示，2011年底，晶圓廠已運(yùn)轉(zhuǎn)的28nm制程大約可達(dá)每月40,000~50,000片產(chǎn)能。然而，Newberry指出，是否所有的28nm產(chǎn)能都完全合格，且市場(chǎng)真的需要，則是另一個(gè)問(wèn)題了。Newberry表示，晶圓廠們正陷于困境，因?yàn)樗麄儞?dān)心對(duì)28nm需求預(yù)測(cè)過(guò)于樂(lè)觀，且很有可能實(shí)際的28nm需求會(huì)低于他們所能提供的產(chǎn)能。