物联网带动的各式传感器的大量需求,为半导体业指引出一个新契机,如何把握这个风向转变,是能否搭上物联网顺风车的关键。

当今全球没有新增的 8 吋厂,智能手机却对加速器、陀螺仪、传感器、高度计的需求暴增,为了进一步满足客户的需求,晶圆厂开始针对传感器芯片开发专用的利基型工艺平台。

传感器厂家指出,当前在一片 8 吋晶圆紧缺的风口,传感器受到供应链产能制约,近两年供需吃紧有扩大的迹象。部分业者交货延迟、无法满足手机系统业者供货。

利基型平台 不同于工艺微缩的另一条路
在半导体领域摩尔定律几乎就是业者的存续法则,晶圆大厂每年耗资研发、投入资本支出于先进装备,就是为了确保工艺制程往摩尔定律明指的方向进行微缩。但随着摩尔定律到 3 纳米以下进入极限,愈来愈少大厂能玩得起这“昂贵”的游戏。英特尔、三星、台积电或成为仅存的三家巨头。

其它行业内厂家,难道非“摩尔定律”就玩不起?不一定!物联网给出了另外一条新途径。对于物联网世界,最重要的并不是采取最昂贵、成本最高的先进制程。而是选择最稳定成熟、功耗最低,成本相对竞争力的“甜点”(sweet point)工艺。

如 90 纳米、65 纳米及其 55 纳米的低功耗工艺,很适合作为物联网工艺制程平台。

中芯国际技术发展优化中心资深副总季明华告诉 DIGITIMES,在晶圆代工竞争市场中,有些晶圆厂必须追求先进工艺的进展速度,因为一旦落后竞争对手就会错失主要的先进工艺的客户市场。

在众多晶圆厂角逐最先进工艺的当下,除了比投资、比速度,物联网商机正在翻转半导体世界厂家的思维 ---- 不见得最先进就是最适的选择。当然,技术走在前端可以优先享受技术与价格的“溢出效应”,但对于传感芯片来说,制程成熟与功耗较低的优势(sweet spot)更加重要。

季明华从中芯国际观点,给出了一个很“从容”的回答。他说,中芯国际不会因为竞争对手的前进速度而过度紧张,因为“先进工艺并不是所有 Business 的全部解答”。目前看到物联网的 IoT 平台商机非常大,应用也非常广,除了先进工艺以外,其他工艺所能发挥的市场非常广泛。

举例而言,物联网芯片,串联起装置并不需要太快的速度,比如白色家电之间的沟通,必须以稳定长久、低耗电为主要诉求,在 55 纳米制程就已足够。

中芯目前已经推出物联网(IoT)制程平台 -- 在 55 纳米工艺方案。提供的 IoT 平台包括超低功耗逻辑芯片与存储整合方案,同时拥有 IP 优势。比如,目前与 Brite 展开合作提供 IoM(Internet of Meters)SoC 给予客户 Itron,提供智能水表其节能系统与服务供应商核心芯片。

涉猎智慧城市 中芯打造智能电表芯片
他举例,以手机装置来说,是物联网生态里的一个终端装置,而手机芯片中基带芯片大概仅占芯片数量 1/10,其他的部分如果没有感测组件、MEMS、陀螺仪等手机就无法达到与外在世界沟通的功能。正如同大脑,除了是中枢指挥中心,还需要手脚四肢去运行配合,而这些都在物联网时代很大的商机。

中芯国际目前已经准备好物联网 IoT 制程平台, 提供给客户整合方案。他也指出,在物联网世界存储器低耗电的优势,尤其 e-NVM with 3D stacking 在高密度、低功耗与数据源等方面具备优势。

物联网东风吹 8 吋晶圆却紧缺
对于物联网芯片来说,除了提供相应的工艺平台与 IP 工具,另外一个现实的点就是当前 8 吋晶圆的紧缺。

一家研究机构 Semico 预估,2016 年全球模拟晶圆的需求量成长超过 10%,分离式组件(Discrete)、传感器的晶圆需求则将成长 8%。来自物联网领域的需求,例如穿戴式装置、自动化、车用电子等,是传感器组件需求成长最主要的驱动力。

SEMI 指出,物联网是让 8 吋晶圆重获新生的关键,因为物联网将带来大量传感器需求,且其中有不少芯片会使用大于 90 纳米的制程生产。但是国际半导体设备材料产业协会(SEMI)预估,全球 8 吋晶圆产能到 2018 年时,将成长到每月 543 万片,回到相当于 2006 年的水平。

 


对于现今很多晶圆厂来说,新扩充 8 吋产能未必符合经济效益,走购并与重组新增产能是一条捷径。

 

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