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建造一座晶圆厂有两个非常重要的指标,一个是单晶硅晶棒的直径,另一个是制程的线宽。∈↗頂點說,..晶棒的直径越大,切割出来的单片晶圆的面积就越大,从而每片晶圆可分割出的芯片数量就越多。
实际上英寸的晶圆和4英寸、5英寸的制造成本相差并不多,而5英寸晶圆的面积是英寸的.78倍。也就是,同一款芯片的制造成本中,采用5英寸的晶棒在晶圆制备环节的成本,只有英寸工艺的三分之一左右。
而另一个非常关键的技术指标是制程线宽,也叫做蚀刻尺寸,是指制造设备在一个硅晶圆上所能蚀刻的最尺寸。再具体一些来解释,这个线宽就是指晶圆表面上连接晶体管之间的导线宽度。
你可以想像一下:用一把柴刀和一把手术刀分别在一块木板上划一下,两者的划痕大肯定不一样。“柴刀”就好比已经逐渐落伍的5微米制程,而“手术刀”就好比最先进的1.5微米制程。
每一片晶圆经过前期加工后,可用面积都是固定的。如果导线越细,它在晶圆上所用侵占的面积就会越,就可以剩下更多的面积,用来集成更多的晶体管。同时导线越细,带来的电阻也会越,电流速度则会越快。前者可以降低芯片的功率,后者可以提高芯片的频率。
而决定制程水平的设备主要是光刻机,这也是整个半导体制造工艺中最核心、最关键的设备。另一个时空中,英特尔从86系列。到后来的奔腾系列、酷睿系列,一直引领了整个半导体制造工艺的潮流。
在李轩重生前。荷兰asml公司是全球最大的半导体设备制造公司之一。在中高端光刻机市场,asml公司占据大约60%的市场份额。而最高端市场(例如沉浸式光刻机)。asml公司的市场份额更是高达80%。
英特尔公司为了保持自己在技术上的领先,早早的就收购了部分asml公司的股权,同时还为asml公司提供巨额的研发费用,用来支持它们在新制程上的探索。
三十年后,半导体产业经过残酷的竞争,产业集中度已经大大提高。而上游的半导体制造设备业,更是一个赢者通吃的行业。因为一台光刻机的售价,就动辄几千万美元甚至过亿美元。而开发一款新的光刻机产品,可能要花费数年时间。投入数十亿美元的经费。一般的公司根本无法承受如此高昂的研发投入。
以至于在今日不断的市场淘汰后,只有几家最尖的半导体设备制造公司能最终存活下来。同样以光刻机市场为例,到010年时,市面上能提供商用光刻机的只剩asml、尼康和佳能三家公司。这其中前者把控了绝大部分的中高端市场,而后两者则瓜分了中低端市场。
但在八十年代初,高端的光刻机设备也才几百万美元而已,半导体设备制造行业还处在百花齐放的阶段。李轩早在1980年的年底,就开始投资一家名叫lamresearch的半导体设备制造公司。
这家公司的中文名字,叫做泛林半导体设备技术公司。之所以去这个名字。因为它的创始人姓林(“lam”就是林的音译),名叫林杰屏。
另一个时空中,林杰屏是硅谷中最著名的华裔it大亨之一。相比于已经被赶出雅虎的杨致远、已经卖掉youtube的陈士骏,林杰屏却带领着他的泛林公司不断取得成功。也许国内的普通人从没听过lamresearch这个公司。但其实它的盈利能力能排在美国所有it公司中的前二十位。
正是因为知道林杰屏的能力,李轩早在对方创业之初,就为泛林公司提供了充足的资金。虽然另一个时空中泛林公司。是以前端的晶圆制造设备闻名,但李轩也期望这一世的它。能在光刻机领域也取得一席之地。
八十年代是进入光刻机设备制造领域的最后机会。随着半导体制程技术的不断进步,光刻机的研发成本会直线飙升。以后的门槛会越来越高。
而在不久前,泛林公司终于研制出第一款成熟的光刻机产品lam-ma1,这是一台最高分辨率为5微米的接触式曝光机。lam-ma1的技术水平,只相当于七十年代中期的水准。现在市面上主流光刻机,已经逐步由接近式取代接触式。英特尔公司在去年生产8086处理器时,更是已经采用了全新的投影式光刻机,能把蚀刻尺寸缩到1.5微米。
因此泛林公司的这台lam-ma1光刻机只能算是过时的低端产品,市面上其他公司的同类成熟产品并不少。而泛林公司初入光刻机行业,还没有任何知名度,自然很难服客户采购自己的产品。毕竟即使是泛林公司的这样一台略显过时的光刻机,售价也在100万美元以上。
按照李轩的打算,前期的这些产品最大的用途就是实现技术积累。他之前和林杰屏都有远大的雄心壮志,两人对泛林公司未来的发展规划进行沟通交流时,从未奢望过公司能在几年内就实现盈利。
但如果泛林公司的产品可以销售到内地,这个情况又完全不一样了。别看lam-ma1只达到七十年代中期的技术水平,但国内现在根本没有能力实现,商业化的大规模集成电路生产的能力。实际上在另一个时空中,直到三十年后的二十一世纪,国产光刻机的技术水平也才堪堪达到现在这台lam-ma1的水准。
国内没有同水准的技术,而对外采购又受到封锁的情况下,半导体设备在内地完全可以是买方市场。之前74厂从日本东芝公司引进设备和技术。建成一座完整的电视机集成电路生产线,总投资高达6600万美金。
那是一座英寸的晶圆厂。而东方半导体公司不久前刚刚在在台湾建成投产的一座规模更大的英寸晶圆厂,总投资还不到4000万美元。虽然生产数字芯片和生产模拟芯片的设备并不相同。但电视机芯片并不是什么高精尖的产品。
可以74厂绝对是被东芝公司当作肥羊狠狠宰了一刀,但他们还被宰得心甘情愿。因为除了东芝公司之外,其他公司并不愿意向中国提供相关的技术。
李轩明白了虞有橙的想法,如果东方电子公司出面协助内地建设一座全新的晶圆厂,不但可以从中大赚一笔,还能够顺便推销泛林公司的新设备。除了新研发完成的光刻机之外,泛林公司的另一个研发重是晶圆制造设备。
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