6英寸晶圓廠，接連關停_風聞

本文由半導體產業縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自eenewseurope

X-Fab的Ulrich Bretthauer博士表示，6英寸 CMOS的淘汰不僅僅是產品的變化，而是一種結構性行業風險。

電子產品和系統製造商依賴於可靠的集成電路供應，尤其是在汽車、工業、醫療和航空航天領域。半導體器件的買家，尤其是在這些特定領域的買家，嚴重依賴穩定的集成電路供應。因此，過去幾個月一些代工廠停止了基於6英寸晶圓的CMOS工藝，這讓一些公司陷入困境；這擾亂了供應鏈，使設計工程師不得不重新開始設計，從而影響了戰略規劃。

6英寸晶圓上 CMOS 芯片生產的停止標誌着 0.6 微米及更大尺寸工藝的終結，這給汽車、工業、醫療和其他行業的製造商帶來了挑戰。這些成熟的節點仍然廣泛用於模擬和混合信號 IC，包括傳感器接口和電源管理芯片。對於許多設計團隊來説，6英寸CMOS 芯片壽命終止 (EOL) 的突然宣佈幾乎沒有預兆。在某些情況下，這一消息會引發緊急會議，以評估庫存、啓動重新設計並重新驗證長期運行的系統。

隨着工藝節點尺寸的不斷縮小，晶圓尺寸也從6英寸增大到8英寸，最終達到12英寸。除了摩爾定律之外，這種尺寸的增長對滿足日益增長的芯片需求並降低成本做出了決定性的貢獻。雖然12英寸晶圓已成為先進節點（<90 納米）的標準，但許多模擬和混合信號應用仍然停留在6英寸晶圓上，採用 0.6 微米等成熟節點（見表 1）。

雖然12英寸晶圓已成為先進節點的標準已超過二十年，但在6英寸晶圓上維持CMOS工藝的生產卻變得越來越具有挑戰性。隨着6英寸晶圓產量的下降，直接和間接材料的供應變得更加困難和昂貴。同時，設備維護也變得更加複雜，成本也更高。由於這些相關成本無法再轉嫁給客户，許多代工廠被迫停止6英寸晶圓的生產。

根據 JEDEC 標準 J-STD-048（產品停產通知標準），客户自產品停產公告發布之日起有六個月的時間提交最終訂單，十二個月的時間完成最終交付。如此緊迫的時間安排給企業帶來了巨大的壓力，迫使他們快速評估客户需求，確保最後一次採購，並開始規劃替換方案。在許多情況下，唯一可行的解決方案是將受影響的集成電路遷移到新的工藝節點——這項工作需要兼顧技術和業務，尤其是在開發定製 ASIC 時。

這些商業考量始於對經濟可行性的評估。ASIC 應提供獨特的解決方案，以優化系統成本、性能和 PCB 面積，同時通過更高的集成度實現增值。技術評估需要確定合適的節點，評估可用的功能集，並分析原型設計和晶圓成本。最後，必須根據代工廠合作伙伴的相關業績記錄、交付承諾、製造地點以及在適用情況下，其合格的設計、測試和供應鏈管理服務提供商網絡來選擇合作伙伴。

​8英寸晶圓上的350nm CMOS：合理的遷移路徑

許多製造商並沒有直接在12英寸晶圓上採用130納米以下工藝，而是轉向在8英寸晶圓上採用350納米或180納米節點。這些工藝在效率、設計簡潔性和長期可行性之間取得了平衡。由於設計流程更簡單、掩模版成本更低，開發成本顯著低於先進節點。此外，350納米節點的成熟度使其能夠縮短產品上市時間，降低驗證成本，並由經過驗證的IP和穩定的PDK提供支持，從而持續保持較高的一次成功率。350納米的模擬和高壓性能通常更佳，並且器件選擇範圍比更先進的節點更廣泛。

根據 SEMI World Fab 預測，2023 年第三季度每月8英寸晶圓投產數量。

350nm 和 180nm 結構寬度的工藝節點均在8英寸晶圓上製造。剛剛經歷 6英寸工藝停產的客户可能會擔心長期供貨問題，並傾向於採用12英寸晶圓上的工藝。儘管存在這些長期供應方面的擔憂，但將12英寸工藝用於小批量生產並非經濟可行的選擇。這是因為開發時間和成本以及掩模成本比現有的8英寸工藝高出許多倍。由於從一個晶圓直徑遷移到另一個晶圓直徑時，每片晶圓上的芯片數量幾乎翻倍，因此，如果客户直接從6英寸切換到12英寸，很快就會低於代工廠的最低訂購量。

如果在決定採用 350nm 還是 180nm CMOS 技術時考慮工藝的長期可用性，則值得關注近期晶圓交付情況。2023 年第三季度，大於 90nm 的技術節點佔月度晶圓產量的 38% 以上。這意味着8英寸晶圓的全球供應鏈依然強勁，確保了材料和設備的持續供應。

350 nm 節點具有較長的生命週期和經過驗證的穩定性，非常適合模擬、MEMS 和基於傳感器的系統，支持集成足以滿足入門級微控制器需求的數字功能，例如 ARM Cortex-M0、i8051 或 RISC-V 內核，以及嵌入式內存功能。

X-Fab 擁有一個名為 X-Chain 的生態系統，使客户能夠專注於其特定的核心競爭力。X-Fab 經過硅驗證的平台穩定性確保了極高的“一次成功”率，而快速且經濟高效的原型設計選項則支持快速提升產量。

歐洲生產佈局增強了供應安全性，並降低了地緣政治風險。雙重採購以及對350納米及以上CMOS工藝的15年以上長期供應承諾，確保了客户長期的可靠性和穩定性。

350 nm 是模擬為主 ASIC 的最佳技術節點。它支持高達 100 V 的高壓晶體管和低噪聲模擬器件，並提供 MEMS 和傳感器接口的集成選項。該平台還包含汽車級非易失性存儲器和強大的 I/O 庫，尤其適用於混合信號、傳感器融合、電源管理 IC 和電機控制應用。

6英寸CMOS的淘汰不僅僅是產品變革，更是行業結構性風險。依賴成熟節點ASIC的公司必須立即採取行動，確保供應，避免重新設計瓶頸，並保持系統級差異化。X-Fab基於8英寸晶圓的350納米解決方案提供了一種穩健、經濟高效且壽命長的替代方案，其歐洲供應基地和生態系統旨在實現穩定和創新。

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