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名人開講-半導體製程升級 創25-35%設備新商機 -應用材料副總裁余定陸
(2013/10/01)
•作 者:余定陸

(文.羅毓嘉)

2013年,行動裝置正以強大成長力道主導未來科技市場,也帶動半導體廠的製程升級及產能投資。不僅晶圓代工廠積極將製程自28/32奈米升級至14/16鰭式電晶體(FinFET)、NAND廠也同步推動2D轉3D製程,設備大廠美商應用材料(Applied Materials)大膽預估,光是製程升級所蘊含的磊晶、沈積、蝕刻設備需求十分龐大,就可望在未來3年內為半導體設備業增加25-35%的全新商機。

2006年時行動裝置的出貨量僅佔個人電腦(PC與NB)的3成左右,不過自2010年以來行動裝置出貨量正以驚人的成長速度超越個人電腦。在2012年行動裝置出貨量已達個人電腦的2.3倍、2013年仍持續以強勁力道主導科技產業,預估到2016年行動裝置出貨量將可望高達20億支,達個人電腦的5.7%。

應用材料集團副總裁余定陸表示,行動應用與個人電腦應用晶片最大不同在於對耗電量與運作溫度的差異,以手機APU運算能力來看,2瓦電力就已足夠,不過Ultrabook的CPU運算能力雖達手機APU的4倍,耗電卻達50瓦,運作溫度更可能高達80度,因此晶片供應商在提高運算效能同時,如何藉由製程的升級、減少電晶體耗電,已成關鍵議題。

余定陸說明,自28/32奈米製程以降的先進製程世代,提昇電晶體效能關鍵已從過去的成影縮微(litho-scaling),轉至半導體材料與結構的創新。

不僅28奈米製程已有90%的效能改進來自於新材料在磊晶等製程階段的應用,同時,NAND記憶體自2D轉進3D製程的趨勢,讓成影密度(litho intensity)大幅降低,不過對導入新材料所需的沈積、蝕刻設備需求則大幅增加,新的廠房設備投資亦捎來半導體設備業的成長潛力。

舉例而言,過去的45奈米製程磊晶僅需要2個製程步驟,然而隨著製程節點來到16奈米,磊晶製程將增加到6個步驟,一旦製程節點進一步演進至10奈米,更需要8個步驟,光是新的磊晶設備到2016年就可創造出2.5億美元的產值;余定陸指出,據應用材料預估,隨著磊晶(epi)、離子植入(implaint)、Thermal(溫控)、CVD(化學氣相沈積)、PVD(物理氣相沈積)、CMP(化學機械研磨)等製程更趨複雜,新的半導體製程至2016年時,可為晶圓設備市場創造出8億美元產值。

尤其值得注意的是,進入行動世代以來,半導體產業供應鏈當中,IC設計公司、晶圓代工廠與後段封測業者合作扮演的角色已更形吃重。在2006-08年間,晶圓代工佔全部半導體設備資本支出比重僅11%,到2012年比重已快速拉高到36%,余定陸認為,到2016年時晶圓代工廠設備支出佔比將進一步拉高到42%,對應用材料更為有利。