National Semiconductor introduced the industry's first Chinese / Japanese version of the simulation design tool
过去台湾在DRAM产业上的主要技术合作来源包括日本、美国、南韩和德国,这几大阵营各自在制程技术上有很大差别,最大差别在于德系业者采用沟槽式(Trench)制程技术,在这一波金融风暴洗礼之下,成为被淘汰的阵营。
当年各厂面临沟槽式和堆栈式(Stack)技术的十字路口时,日系东芝(Toshiba)、德系西门子(Siemens)和美系IBM都决定选择发展沟槽式技术,其它像是恩益禧(NEC)、三菱(Mitsubishi)、日立(Hitachi)、三星电子(Samsung Electronics)和海力士(Hynix)则是押宝堆栈式技术。
沟槽式技术瓶颈浮现 仅西门子继续发展
随着半导体技术制程微缩进度到了90纳米以下,东芝和IBM渐渐面临技术瓶颈,因此这两家公司率先决定退出DRAM产业,唯一选择继续做下去的是西门子,之后西门子将半导体部门独立为英飞凌(Infineon),最后是将内存事业群独立成为奇梦达(Qimonda),当时奇梦达也感受到沟槽式制程的瓶颈压力,但还是继续往下微缩。
DRAM技术在90纳米制程以下,最关键的分界点就是沟槽式和堆栈式的机器设备,必须采用不同的设计方式。奇梦达知道设备商支持开发技术的重要性,因此就要求美商应用材料(Applied Materials)等关键设备商,一定要持续开发沟槽式机器设备,以免设备端的资源全倒向堆栈式技术制程。
同时,奇梦达也积极拉拢台系DRAM厂,包括台塑集团旗下的南亚科、华亚科和华邦等加入奇梦达技术,让沟槽式技术的规模在全球有足够的产能,以能说服设备厂商继续生产。
半导体技术愈尖端 设备商支持与否成关键
在半导体领域中,当制程技术越走越尖端时,材料设备就会有很大的不同,一旦更换技术阵营,机器设备几乎都要重新更换,如果DRAM业者制程技术都是延续同一个阵营,在机器设备的沿用性上也较有优势。
像现在尔必达(Elpida)和力晶、瑞晶等,从68纳米、65纳米到63纳米制程到下一世代的45纳米,都是维持同一技术基础,机器设备也都可以沿用下去。
再者,尔必达过去在50纳米研发上,曾经导入铜制程,但在新一代45纳米制程上,尔必达选择放弃铜制程,持续使用铝制程,这大概是全世界唯一在40纳米世代还能持续用铝制程的DRAM厂,尔必达甚至还想把铜制程继续沿用到38纳米制程,这对于成本结构的降低有很大的帮助。
整体来看,如果导入50纳米制程的业者,必须增加铜制程和浸润式微米曝光机台的投资,成本将增加30~35%,但50纳米相较63纳米增加的颗粒数却不到30%。
此外,像是在63纳米制程世代上,良率最高可以拉升至80~90%,但到了50纳米制程,即使是三星的良率要做到成本交叉点(Cross Over),顶多也只能拉到80%的良率,显见半导体产业制程技术越往下微缩,良率越来越难提升,投资与报酬率不如以往这么高。
简而言之,半导体业产业每一个世代制程越往下走,其投资金额却是越来越高,但产生的效应却是越来越有限,这是物理上的限制,也是半导体产业的一大挑战,尤其是在30纳米制程以下,此物理效应会更为明显。
DRAM产业由盛到衰 2009年大衰退史无前例
回顾1999年以前,全球DRAM产业百花齐放,共计有14家DRAM厂,包括三星、美光(Micron)、IBM、现代、西门子、NEC、日立、三菱、东芝、力晶、茂德、南亚科、华邦、世界先进等,之后全球DRAM产业共经历4次大整合,第1次是2001~2002年之间,IBM、东芝退出市场,南韩的现代独立半导体事业部门成立海力士,日系阵营的NEC、日立、三菱也整合成尔必达等。
到了2003~2004年,全球DRAM产业更只剩下5大阵营,包括三星和海力士;茂德和尔必达;力晶和奇梦达;南亚科、华亚科和华邦;最后则是美光;然到了2007年后的这一波整合潮,全球5大阵营出现变化,南亚科和华亚科选择和美光结盟,与奇梦达同一阵营的只剩下华邦,这时只有三星仍单打独斗。
2009年这一波金融风暴,原因可推回2004~2006年期间,全球资本市场资金借贷非常宽松,每家DRAM厂都大举借贷来扩充产能,导致2008~2009年这一波有史以来最严重的衰退潮。
DRAM价格从2006年第4季1颗6美元,一路跌到2009年第1季只剩下0.6美元,几乎只剩 10分之1的价格,也让全球所有DRAM厂都面临巨额亏损压力,多数DRAM厂只好把晶圆厂暂时停产,当时力晶13万片的12寸晶圆厂产能,减产到最低1 个月只生产2万片。
奇梦达更在这次的衰退潮下宣布退出全球DRAM产业,剩下的4大阵营也出现转变,茂德从海力士阵营转投尔必达阵营,全球剩下三星、海力士、尔必达结合力晶、瑞晶、茂德和华邦,以及美光结合南亚科和华亚科等4大阵营鼎立。
以目前全球4大阵营12寸晶圆厂产能来看,尔必达自己厂房有10万片,加上力晶13万片,加上瑞晶8万片、茂德6万片,总共有37万片;而美光自己有8万片产能,加上南亚科3万片和华亚科13万片产能,共有24万片产能;三星、海力士则分别有32万片和26万片产能。
三星追求利润和ROE 杀价竞争机率不高
受到金融风暴重击,2010年全球DRAM产业是史上头一遭没有任何1座新厂产能加入生产行列,但日前三星宣布要盖1座月产能20万片的半导体晶圆厂,引发市场相当大的疑虑和担忧。
深入了解,这座月产能20万片的晶圆厂涵盖3大项产品,包括60纳米以下的逻辑制程、NAND Flash和DRAM等,以三星目前市场规模和客户需求,其实不用担心新产房扩充会造成供过于求的后果。
再者,三星现在的策略是追求获利率和股东权益报酬率(ROE)为主,更不会希望把台湾这些DRAM厂都赶尽杀绝,如果只剩下三星在DRAM产业的市占率独大,未来恐面临美国反垄断诉讼。
面对未来台湾DRAM产业的发展策略,最重要的就是不能再像过去一样不断举债且盲目盖厂,再投资个 500亿元让DRAM价格又跌一半,然后大家又再一次面临巨额亏损的磨难,这样的游戏以前力晶也是其中一员,但不能再重来一次,否则一旦面临景气反转直下时,背负的巨额负债问题,将会再度威胁到公司生存地位。
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