3000萬美元建小晶圓廠！非洲等地區將成可能_風聞

本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自eetimes

只需12到14個月就能建成一條新生產線。

兩家公司已經開始銷售小型晶圓廠，即可以在小空間內建造的半導體制造工廠。雖然建造一個典型的半導體工廠的成本可能高達數十億美元，但一個小型工廠僅需3000 萬美元就可以建造整個半導體制造設施。

該小型工廠將致力於生產用於零售標籤和消費電子產品的老一代功率半導體和柔性芯片。英國Pragmatic Semiconductor 公司首席執行官戴維·摩爾 (David Moore) 在接受 EE Times 採訪時表示：“該工廠可以建在以前被認為不適合半導體制造的地點。”

Pragmatic Semiconductor 首席執行官 David Moore

據稱，Pragmatic 的“Fabs-in-a-Box”比典型的半導體晶圓廠（造價200 億美元）便宜得多，並且可以在大約三分之一的時間內開始生產。

“我們只需12 到 14 個月就能建成一條新生產線，而通常需要 3 到 5 年，”摩爾説。 “通過減少步驟數量和使用更具成本效益的材料，我們可以更好地優化產品的總體成本。”

在小型晶圓廠製造氧化鎵功率半導體

在大西洋彼岸的美國，Nanotronics 公司已經證明其“Cubefabs”可以生產性能超越尖端功率半導體的設備。

Nanotronics 首席執行官 Matthew Putman 向 EE Times 表示：“我們在保持熱性能的同時實現了更高的額定電壓。” “我們現在正在生產這些芯片，並與半導體公司合作擴大生產規模。”

Nanotronics 的 Cubefab 是一個模塊化預製工廠，設計用於在全球 85% 的環境中運行，但不包括地震高風險地區。該微型工廠使用通常用於製造功率半導體的生產工具，但通過利用人工智能技術，據説它在超寬帶隙材料氧化鎵方面取得了優異的成果。

普特曼認為，實現這一目標的關鍵在於利用Nanotronics 的生成人工智能。

“利用生成式人工智能，我們可以用氧化鎵製造芯片。這是我們的首款產品，但其他產品也是可能的。我們利用那些已經過科學驗證但尚未準備好大規模生產的產品，並利用人工智能來提高產量，使其更具成本競爭力，並且比現有產品好幾倍。”普特曼説道。

普特曼表示，Cubefab 不需要 ASML 設備或典型半導體制造商使用的昂貴工具。他説：“我們與設備供應商建立了牢固的合作伙伴關係，他們信任我們，將專有算法和設備交給我們。”

Nanotronics 正在紐約建設一條試驗生產線，計劃於 2025 年底投入使用。

預計到2025 年將生產數十億塊柔性集成電路

每個小型工廠開發公司都有不同的背景。

Nanotronics 成立於 2010 年，銷售檢測工具和人工智能驅動的過程控制功能。 Pragmatic 成立於同一時期，正在製造其首批用於零售標籤和醫療保健可穿戴設備的近場通信 (NFC) 和 RFID 的柔性 IC。

Pragmatic 公司的 Moore 表示：“我們將薄膜晶體管技術與尖端的 300 毫米晶圓加工技術相結合，實現了這一目標，這是以前從未實現過的。”他説，通過將電路印刷到柔性薄膜上，Pragmatic 將能夠進入硅無法解決的新應用領域。

他説：“其中一些層的厚度為 5 至 10 納米，每平方毫米集成了數千個 TFT（薄膜晶體管）。” “雖然它還沒有達到尖端的5納米節點級別，但本質上是一個非常複雜的集成過程。”

Pragmatic 將於 2024 年推出其首家 300 毫米晶圓廠。該公司目前正在建設另一家工廠，預計將於 2025 年中期投入生產。

摩爾表示：“到 2025 年底，我們預計每年能夠生產數十億塊柔性集成電路。”客户對本地化製造非常感興趣。在這種情況下，晶圓廠的成本將根據地點和部署的具體工具而有所不同，但基本的工具和工藝配方將始終保持一致。

無需停止生產即可擴建工廠

普特曼説：“Cubefab 只需花費 3000 萬美元就可以開始生產，最多可以將四個花瓣狀的製造設施連接到一箇中央立方體上。”

工廠是一箇中央立方體，每個“花瓣”都是一個晶圓廠。每個“花瓣”晶圓廠的價格在3000萬到4000萬美元之間，具體取決於規格。你可以先建一個，之後每增加一個，價格就會下降。這樣做的好處是你不必停止生產。由於每個“花瓣”晶圓廠都是獨立的，你可以在不中斷運營的情況下添加另一個“花瓣”，而且立方體晶圓廠網絡可以共享產能。

Pragmatic 正在建造一座 20 x 30 米的晶圓廠

Pragmatic 在其位於英格蘭東北部達勒姆郡的製造基地設立了多個 Fabs-in-a-Box。摩爾表示：“每個晶圓廠的面積為 20 米 x 30 米，但每年可以生產數十億塊柔性集成電路。”

Pragmatic 的 300mm 柔性晶圓

“它不僅極其節省資本，而且極其節省空間和生產效率。它還具有高度的可持續性。從原材料到製造晶圓只需幾天時間，而製造典型的硅片則需要幾個月的時間。它還顯著減少了能源和水的消耗，因此最終生產的半導體芯片的碳足跡將小一個數量級。”摩爾説道。

摩爾表示：“在當今世界，半導體制造的本地化具有重要的戰略意義。能夠在如此短的時間內建成一座碳高效工廠，同時還能在600平方米的場地上保持每年生產十億片柔性集成電路的規模，這極其罕見。這是一種有趣且創新的方法。”

對非洲和“全球南方”國家的希望

普特曼沒有透露Cubefab的客户。他説：“我們很高興能在 2025 年某個時候為我們的某位客户破土動工。但對於我們來説，真正的里程碑是看到芯片在數據中心或汽車逆變器中出貨並運行。”

普特曼表示，在以前從未生產過芯片的地方建造立方體晶圓廠也是可能的。“我們對非洲和全球南方等地區非常感興趣。這些地區擁有令人難以置信的人工智能人才，但半導體市場一直以來成本過高，難以進入。建造數十億美元的晶圓廠可能在過去不是一個選擇，但現在情況已經不同了。”

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