製程的微縮,在半導體產業的技術發展上是一個很重要趨勢,因為這攸關單位成本的降低,若用一個比較生活化的例子來解釋:1片12吋的晶圓就好比1個12吋的生日蛋糕,而所謂的「製程」可以把它想像成「切蛋糕」,製程越高(微縮)代表可以在同一塊蛋糕上,切出越多個小蛋糕,而切出來的小蛋糕越多,自然就可以分享給越多的人享用。

 

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以1片12吋晶圓為例,使用不同的製程,可生產的晶粒顆數就會有很大的差異,在完全不考量良率的問題下,90奈米只能生產400~500顆晶粒,但若採用58奈米製程,則可提升到750顆~1,000顆,而46奈米的製程更可生產1,500顆以上的晶粒。

 

換言之,假設1片12吋晶圓要新台幣50萬元,46奈米製程的晶粒每顆成本為333元(50萬元÷1500顆),90奈米製程的每顆成本則為1,000元(50元萬÷500顆),就成本上,前者僅為後者的1/3。

 

然而半導體製程的微縮,越往先進製程走,跨入的門檻也就越高,而能夠擁有技術的廠商也就越來越少;例如130奈米全球還有19家廠商擁有此一製程的技術,但進入到65奈米就只剩下16家,45奈米掉到12家,32奈米再縮減到8家,20奈米僅存5家,預估到了16奈米以下,全球將只剩下台積電(2330)、英特爾與三星擁有此一製程的技術。

 

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會有如此明顯的差異,一方面與各家廠商本身的技術能量有關,另一方面由於越往先進製程走,所需投入的研發費用、電路設計費用與建廠費用也越來越高,因此也讓相關廠商即使心有餘,但在資本財力不足的條件下,打了退堂鼓。

 

 

 

根據興業證券的研究報告顯示,興建一座65奈米到90奈米的晶圓廠,研發費用約為2億到4億美元,建廠成本則落在25億到30億元美元之間,但若製程推進到16奈米以下,單是研發費用就上看17億到25億美元,建廠成本更攀升到70億到100億美元,

 

 

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換言之,如此龐大的資本支出(至少要投入4,000億元新台幣才有機會興建一座16奈米以下製程的晶圓廠),若非有十足對研發技術與下游客戶掌握的信心,恐非一般廠商可以跨入的,這也解釋為何此一製程,全球就只剩下3家公司而已。

 

 

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了解上述半導體先進製程的跨入門檻,相信就能明白現階段中國大陸在推動半導體產業時,為何在第一階段2015年到2019年期間,會將重心放在30奈米的製程上。

 

 

掌握了上述中國大陸未來幾年發展半導體的重心思維,就能看懂並解釋2016年到2019年期間,為何全球即將興建的25座半導體晶圓廠中,竟有高達18座都是集中在30奈米的製程。

 

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本文From《投資家日報》2016年5/11

當時台積電(2330)股價為147元,至今最高漲至195元

 

 

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