意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics)本月正式官宣其又一大擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃,將在意大利卡塔尼亞(Catania)投資7.3億歐元建造一條6英寸碳化硅襯底生產(chǎn)線(xiàn),預(yù)計(jì)于2023年投產(chǎn)。這也是意法半導(dǎo)體近期繼意大利Agrate和法國(guó)Crolles的12英寸新線(xiàn)后,宣布的第三項(xiàng)重大擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。
從幾年前的“風(fēng)雨飄搖”,到今天的“意氣風(fēng)發(fā)”,意法半導(dǎo)體走出了令人印象深刻的逆襲足跡,而其“三箭齊發(fā)”的擴(kuò)產(chǎn)動(dòng)作背后,還蘊(yùn)含著歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)復(fù)興的“大戰(zhàn)略”。
01
意法半導(dǎo)體的“翻身仗”
意法半導(dǎo)體在碳化硅領(lǐng)域的垂直一體化動(dòng)作已有“預(yù)告”,該公司技術(shù)、制造、質(zhì)量及供應(yīng)鏈總裁Orio Bellezza在今年的資本市場(chǎng)日上就對(duì)外透露,將進(jìn)一步擴(kuò)大在意大利卡塔尼亞和新加坡宏茂橋的前端制造產(chǎn)能,其試驗(yàn)產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)能夠小批量供應(yīng)6英寸、8英寸碳化硅襯底,新的內(nèi)部生產(chǎn)設(shè)施將于2023年亮相。
(意法的目標(biāo)是到2024年實(shí)現(xiàn)40%碳化硅襯底的內(nèi)部供應(yīng))
早在2019年宣布完成對(duì)碳化硅襯底制造商N(yùn)orstel的全面收購(gòu)后,意法半導(dǎo)體從碳化硅器件向上游襯底片的垂直一體化延申就已經(jīng)是一張“明牌”,此前意法半導(dǎo)體襯底片相當(dāng)比例來(lái)自于Wolfspeed(原Cree),在供應(yīng)上顯然不及內(nèi)部生產(chǎn)更具彈性,也不利于碳化硅器件的設(shè)計(jì)、材料、工藝協(xié)同優(yōu)化,更重要的是,隨著Wolfspeed等廠商向下游器件領(lǐng)域加大投入,在碳化硅器件市場(chǎng)市占率第一的意法半導(dǎo)體也有必要在供應(yīng)鏈上“多留一手”。事實(shí)上,此次意法半導(dǎo)體公告中也明確提到,卡塔尼亞項(xiàng)目是為了實(shí)現(xiàn)“內(nèi)部和商業(yè)供應(yīng)方之間的碳化硅襯底供應(yīng)平衡”。
在卡塔尼亞項(xiàng)目之外,意法半導(dǎo)體在意大利Agrate和法國(guó)Crolles布局的12英寸晶圓制造項(xiàng)目也正處于不同推進(jìn)階段,前者將與Tower合作建設(shè),用于制造高端電源管理、混合信號(hào)、射頻器件,而位于法國(guó)Crolles的項(xiàng)目則將與格芯(Global Foundries)進(jìn)行深度合作,根據(jù)雙方簽署的諒解備忘錄,Crolles新工廠將主要基于絕緣體上硅(FD-SOI)工藝平臺(tái),制程規(guī)劃將覆蓋至18納米節(jié)點(diǎn),工藝可能來(lái)自于三星技術(shù)授權(quán),尤其值得注意的是,Orio Bellezza提供的演示資料中,意法半導(dǎo)體還將推出基于外部代工的FinFET和先進(jìn)FD-SOI產(chǎn)品,F(xiàn)D-SOI先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)被標(biāo)注為10納米,這或許代表著其戰(zhàn)略合作伙伴格芯FDX工藝新的演進(jìn)目標(biāo)。
(演示資料中還標(biāo)注了碳化硅器件向第四代、第五代的發(fā)展規(guī)劃)
總體而言,“三箭齊發(fā)”的意法半導(dǎo)體,展現(xiàn)出在邏輯、模擬、功率半導(dǎo)體市場(chǎng)全線(xiàn)出擊的進(jìn)取勢(shì)頭,預(yù)計(jì)新項(xiàng)目建成達(dá)產(chǎn)后,公司12英寸晶圓產(chǎn)能將實(shí)現(xiàn)翻番,大幅提高公司產(chǎn)品交付能力,并進(jìn)一步鞏固其在碳化硅市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
意法半導(dǎo)體今天的“意氣風(fēng)發(fā)”,體現(xiàn)出這家歐洲老牌半導(dǎo)體廠商的頑強(qiáng)生命力。短短幾年前,意法還被外界目為“泥足巨人”,在手機(jī)芯片領(lǐng)域合并恩智浦業(yè)務(wù)、與愛(ài)立信合資等重注黯淡收?qǐng)?,后續(xù)沖擊引發(fā)公司內(nèi)部法、意兩方股東關(guān)系緊張。未能搭上智能手機(jī)SoC大機(jī)遇的同時(shí),隨著IBM宣布收縮半導(dǎo)體制造業(yè)務(wù),與其合作推進(jìn)FD-SOI先進(jìn)制程的意法也在制造技術(shù)發(fā)展上遭遇重挫,時(shí)任CEO Carlo Bozotti宣布不再投資開(kāi)發(fā)1X納米FD-SOI工藝,此舉也宣告歐洲廠商退出了如火如荼的先進(jìn)制程競(jìng)逐。在資本市場(chǎng)看來(lái),此時(shí)的意法“緩慢而乏味”,在其競(jìng)爭(zhēng)的大部分細(xì)分領(lǐng)域都是“長(zhǎng)期的份額輸家”,少有的亮點(diǎn)智能手機(jī)MEMS可能被蘋(píng)果用新銳廠商替換,分立器件領(lǐng)域又面臨中國(guó)廠商激烈的成本競(jìng)爭(zhēng),甚至有市場(chǎng)人士暗示,意法應(yīng)當(dāng)被谷歌收購(gòu),成為后者搭建半導(dǎo)體業(yè)務(wù)的“養(yǎng)料”。
然而隨著法國(guó)人Jean-Marc Chery接任CEO,意法半導(dǎo)體在2018年后打出了漂亮的“翻身仗”,其ToF傳感器等新產(chǎn)品鞏固乃至擴(kuò)大了在高端智能手機(jī)中配套份額,而特斯拉在Model 3主逆變器中選用意法半導(dǎo)體碳化硅MOSFET,也將公司送上了車(chē)用功率器件的“風(fēng)口”。
03
意法復(fù)興的“大棋局”
從目前布局看,在傳統(tǒng)產(chǎn)品線(xiàn)之外,先進(jìn)制程與寬禁帶材料,是意法半導(dǎo)體未來(lái)兩大投入重點(diǎn)。
首先來(lái)看先進(jìn)制程,意法半導(dǎo)體此次重啟向1X納米工藝節(jié)點(diǎn)的進(jìn)軍,明確選擇了FD-SOI技術(shù)路線(xiàn)為突破重點(diǎn)。而在與格芯的產(chǎn)能合作之前,今年4月份,意法、格芯、Soitec、CEA-Leti就已經(jīng)宣布組成技術(shù)聯(lián)盟,合作推進(jìn)下一代FD-SOI技術(shù)路線(xiàn)圖和產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)培育,比肩Imec的研究機(jī)構(gòu)CEA-Leti展望稱(chēng),F(xiàn)D-SOI可以擴(kuò)展至10納米乃至更小工藝節(jié)點(diǎn)。
FD-SOI此前在與FinFET技術(shù)路線(xiàn)競(jìng)爭(zhēng)中的失敗,既有硅片成本過(guò)高等技術(shù)原因,也與推動(dòng)這一技術(shù)發(fā)展的“Vendor”實(shí)力不足有相當(dāng)大關(guān)系,此次FD-SOI技術(shù)迭代“重啟”,則面對(duì)著更為有利的環(huán)境。一方面,F(xiàn)inFET在進(jìn)入更低制程節(jié)點(diǎn)后,由于需要使用昂貴的EUV光刻設(shè)備,芯片制造成本大幅增加,相當(dāng)程度上繼承傳統(tǒng)平面工藝,無(wú)需EUV的FD-SOI成本劣勢(shì)縮小,另一方面,F(xiàn)D-SOI固有的漏電流性能優(yōu)勢(shì),隨著汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)應(yīng)用的勃興得以進(jìn)一步凸顯。
其次再看寬禁帶材料,在垂直一體化的同時(shí),意法半導(dǎo)體碳化硅MOS管也已經(jīng)發(fā)展到了第三代,并可能通過(guò)溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)一步提高性能表現(xiàn),而在另一熱門(mén)材料氮化鎵(GaN)領(lǐng)域,意法半導(dǎo)體位于法國(guó)圖爾斯(Tours)的8英寸工廠預(yù)計(jì)將于2023年投入規(guī)模量產(chǎn),并正在推進(jìn)集成GaN、BCD工藝GaN等特色技術(shù)開(kāi)發(fā)。
值得特別強(qiáng)調(diào)的是,作為長(zhǎng)期以來(lái)的歐洲芯片企業(yè)“一哥”,時(shí)至今日法意兩國(guó)國(guó)有資本仍然在意法半導(dǎo)體享有大股東地位,今年7月法國(guó)總統(tǒng)馬克龍親自視察Crolles項(xiàng)目,并宣布向“10納米技術(shù)節(jié)點(diǎn)”的研發(fā)資金支持,而卡塔尼亞碳化硅項(xiàng)目中,意大利政府同樣為其申請(qǐng)了歐盟援助資金中2.925億歐元的補(bǔ)貼,這樣不同尋常的官方支持,使意法半導(dǎo)體近年來(lái)的布局方向,相當(dāng)程度上也折射著歐洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策規(guī)劃的思路。
以先進(jìn)制程為例,在歐洲2030年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中,對(duì)于FD-SOI已經(jīng)表達(dá)了明確興趣。
歐盟委員會(huì)近期向歐盟理事會(huì)提交的《歐洲芯片法案》附件4(Annex 4)中,就專(zhuān)門(mén)針對(duì)FD-SOI與FinFET技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)分析,認(rèn)為歐洲地區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)與技術(shù)基礎(chǔ),完全可以將FD-SOI推進(jìn)至10納米節(jié)點(diǎn),與其后7納米以下FinFET乃至GAA-FET工藝相銜接。
歐盟對(duì)FD-SOI的“執(zhí)念”背后,是其芯片產(chǎn)業(yè)“自主可控”的訴求,F(xiàn)D-SOI的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化,意味著開(kāi)辟一個(gè)與FinFET可以相區(qū)別的先進(jìn)邏輯芯片制造生態(tài),歐洲本土企業(yè)無(wú)疑將是最大的獲益者,也將大大有助于提升供應(yīng)鏈上歐洲本土配套的比例。盡管美國(guó)目前極力拉攏歐盟,英特爾也信誓旦旦將在其投資的德國(guó)工廠上馬最先進(jìn)的GAA-FET工藝,但歐洲對(duì)先進(jìn)FD-SOI技術(shù)步步為營(yíng)的布局,依然透露出其戰(zhàn)略規(guī)劃層面的“清醒”。
04
結(jié)語(yǔ)
重新“支棱”起來(lái)的意法半導(dǎo)體及其戰(zhàn)略布局,為中國(guó)產(chǎn)業(yè)界也帶來(lái)了有力的鼓舞和有益的鏡鑒,對(duì)于后者而言,先進(jìn)制程邏輯芯片制造面臨著更為嚴(yán)峻的外部遏制壓力,大陸產(chǎn)學(xué)研機(jī)構(gòu)也有不少正在FD-SOI技術(shù)路線(xiàn)上默默耕耘,這條能夠繞開(kāi)EUV的“小路”,有必要得到更多企業(yè)更大力度的“平整”和“拓寬”。
而在寬禁帶材料領(lǐng)域,與眼花繚亂數(shù)十上百個(gè)國(guó)內(nèi)碳化硅、氮化鎵項(xiàng)目相比,剛剛著手建設(shè)歐洲首個(gè)6英寸碳化硅襯底量產(chǎn)工廠的意法半導(dǎo)體,在市場(chǎng)上卻有著強(qiáng)勁許多的競(jìng)爭(zhēng)力,在宣發(fā)融資的“熱鬧”背后,新賽道如何商業(yè)落地,需要國(guó)內(nèi)企業(yè)更多思考。
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