物联网捧火8英寸晶圆厂，中国半导体设备商的机会来了？

随着物联网的发展，200mm(8 英寸)晶圆生产线受到欢迎，产能利用率大幅提高。因此，建议我国应尽快建立一条以国产半导体设备为主的 200mm 生产线。这是基于国家战略高度考虑。近期美国对华挑起贸易摩擦的可能性上升，所以我们应当做好最不利的情况发生时的应对准备。

物联网时代 200mm 生产线是热点
全球 200mm 生产线正处于特殊的历史时期。移动技术催生物联网、5G、云计算、AI 等技术的发展，推进了全球物联网市场扩大，上百亿部的智能终端将接入网络，给芯片厂商带来前所未有的机遇，特别是物联网芯片大量采用 200mm 生产线进行晶圆制造，给 200mm 厂商带来机遇。

据 2016 年 9 月 ICInsight 对于物联网市场的预测，2015 年市场规模 154 亿美元，增长 29%;2016 年为 184 亿美元，增长 19%;2017 年预测为 211 亿美元，增长 15%;2019 年预测为 296 亿美元，增长 17%。那么，为什么物联网芯片对于 200mm 生产线青睐有加呢？

首先，先进工艺制程的研发投入太高，难以得到大量客户的青睐。通常一个产品的设计费用(如 28nm)需要投入 700 万美元，其产品未来的销售额至少要达到 10 倍以上，即 7000 万美元，才能达到财务平衡。

如果产品的设计费用要 3.57 亿美元(如 10nm)，那么产品的销售额要达到 35.7 亿美元才能做到财务上平衡。显然要寻找如此大规模的应用市场，是非常难的。这导致采用先进工艺制程的客户数量越来越少。

其次，未来物联网市场呈金字塔状的分散形态。据 GSMA 预期，到 2020 年，全球互联设备将突破 270 亿台，移动互联设备有望达到 105 亿台，新的市场机遇将进一步增多，主要集中在 M2M(机器对机器，即所有增强机器设备通信和网络能力技术的总称)和消费类电子产品领域。

物联网尽管是 siliconization of everything(每样东西都能“硅化”，含有半导体)，但是与之前的那些市场相比较，它的需求品种多，但量都不大，几乎少有超过 10 亿部出货量的情况，甚至单一细分市场 1 亿部的情况都不多见。IBS 估计在 2020 年时只有少数物联网产品能售出 1000 万部以上。

最后，物联网器件主要采用模拟及混合信号，并不需要最先进工艺制程。其中主要的产品类型包括传感器、电源、人机接口或者 RF，它们的功能不需要如先进工艺制程的缩小，不需要低阀值及微电流。据此，在 2015 年最广泛采用的设计是 130nm，实际上 180nm 也用得相当好。未来几年中，可能会采用到 65nm、40nm 及 28nm 工艺。

200mm 生产线需关注维护成本
现阶段全球 200mm 生产线用火热来形容并不过分，然而也暴露出许多问题。由于大部分的 200mm 生产线建于上世纪末，已经使用了近 20 年，按生产线的平均寿命约 15 年计，许多已到报废的阶段，许多二手设备买不到，200mm 设备由于零配件的来源少，导致维护困难。这有可能导致二手设备的价格急剧上升，将使 200mm 生产线失去该有的吸引力。

据 ICInsight 的数据，2016 年年底全球有 8 英寸硅片月产能 520 万片及 12 英寸(300mm)硅片月产能 530 万片。另据 SEMI 的数据，2007 年全球有 8 英寸生产线 199 条，2015 年时只有 178 条，预测 2020 年时将增加到 191 条，相当于 2008 年水平。SEMI 认为在 2017 年至 2021 年期间，中国的 200mm 产能会增加 34%。
2015 年全球 200mm 的产能按应用分别是模拟占 11%、分立器件占 14%、代工占 47%、逻辑+MPU 占 21%、存储器占 3%及 MEMS 与其他占 4%。

建一条以国产设备为主的 200mm 生产线
200mm 生产线在物联网中的应用是一次难得的机会，中国半导体业应动用产业链的力量紧紧抓住它。中国半导体设备厂有足够的能力可以做 200mm 设备，也已经产出不少种类的产品。目前最大的问题是 200mm 设备缺乏在生产线中稳定运行的数据及完善的维修与服务体系。其实，这样的过程对于半导体设备企业是不可缺少的。

中科院院士刘明呼吁要给予国产半导体设备试错的机会。进口的半导体设备，它们在产品出厂之前已经进行反复多次的修改，所以产品的可用性更好，而国产设备连实际测试的机会都很少，怎么能马上变成令人可信的优秀产品。

因此建议以国家资金为主，建设一条集中最优秀的国产设备的 200mm 生产线，进行成熟制程的产品量产，其中有一个主要目的，即全面审视国产设备在大生产中的实战表现，积累国产设备的数据，并不断加以完善。

国产设备厂要全力以赴，把自己的产品真正推向市场。生产线的月产能可从 1 万片起步，逐渐扩大至 5 万～6 万片，并建议最好选择一家对于国产设备抱有充分信心的 200mm 芯片制造商，从产业角度要有相应的激励措施。

由于国产半导体设备的品种不全，要联成芯片生产线几乎是不可能的，因此采用“混合模式”在所难免，但是要乘此机会依市场的需求争取突破几项关键的设备。有人说现在已有“联合实验室”，为什么还要建一条芯片生产线？显然“联合实验室”是一个进步，但是与芯片生产线是无法比较的，因为国产半导体设备必须要通过量产的考核，才能真正达到实用化，并把中国半导体设备水平提到一个新的高度。

如果这条 200mm 生产线建成，将象征着中国半导体设备制造商由“配角”转换到“主角”的时机到来，是一次质的飞跃。当然，这对于国产半导体设备制造商也是一个严峻的考验。

所以，国产半导体设备制造商要有迎难而上的心态，要有雷厉风行、一干到底的作风，把发现的问题能迅速地与芯片制造专家们合作共同解决，让这条 200mm 生产线能持续运行下去，提高产能利用率。这样花上 3 年至 5 年时间，将这一关闯过去，中国的半导体设备制造业将有光辉灿烂的明天。

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