過去臺灣在DRAM產業(yè)上的主要技術合作來源包括日本、美國、南韓和德國,這幾大陣營各自在制程技術上有很大差別,最大差別在于德系業(yè)者采用溝槽式(Trench)制程技術,在這一波金融風暴洗禮之下,成為被淘汰的陣營。
當年各廠面臨溝槽式和堆棧式(Stack)技術的十字路口時,日系東芝(Toshiba)、德系西門子(Siemens)和美系IBM都決定選擇發(fā)展溝槽式技術,其它像是恩益禧(NEC)、三菱(Mitsubishi)、日立(Hitachi)、三星電子(Samsung Electronics)和海力士(Hynix)則是押寶堆棧式技術。
溝槽式技術瓶頸浮現(xiàn) 僅西門子繼續(xù)發(fā)展
隨著半導體技術制程微縮進度到了90納米以下,東芝和IBM漸漸面臨技術瓶頸,因此這兩家公司率先決定退出DRAM產業(yè),唯一選擇繼續(xù)做下去的是西門子,之后西門子將半導體部門獨立為英飛凌(Infineon),最后是將內存事業(yè)群獨立成為奇夢達(Qimonda),當時奇夢達也感受到溝槽式制程的瓶頸壓力,但還是繼續(xù)往下微縮。
DRAM技術在90納米制程以下,最關鍵的分界點就是溝槽式和堆棧式的機器設備,必須采用不同的設計方式。奇夢達知道設備商支持開發(fā)技術的重要性,因此就要求美商應用材料(Applied Materials)等關鍵設備商,一定要持續(xù)開發(fā)溝槽式機器設備,以免設備端的資源全倒向堆棧式技術制程。
同時,奇夢達也積極拉攏臺系DRAM廠,包括臺塑集團旗下的南亞科、華亞科和華邦等加入奇夢達技術,讓溝槽式技術的規(guī)模在全球有足夠的產能,以能說服設備廠商繼續(xù)生產。
半導體技術愈尖端 設備商支持與否成關鍵
在半導體領域中,當制程技術越走越尖端時,材料設備就會有很大的不同,一旦更換技術陣營,機器設備幾乎都要重新更換,如果DRAM業(yè)者制程技術都是延續(xù)同一個陣營,在機器設備的沿用性上也較有優(yōu)勢。
像現(xiàn)在爾必達(Elpida)和力晶、瑞晶等,從68納米、65納米到63納米制程到下一世代的45納米,都是維持同一技術基礎,機器設備也都可以沿用下去。
再者,爾必達過去在50納米研發(fā)上,曾經(jīng)導入銅制程,但在新一代45納米制程上,爾必達選擇放棄銅制程,持續(xù)使用鋁制程,這大概是全世界唯一在40納米世代還能持續(xù)用鋁制程的DRAM廠,爾必達甚至還想把銅制程繼續(xù)沿用到38納米制程,這對于成本結構的降低有很大的幫助。
整體來看,如果導入50納米制程的業(yè)者,必須增加銅制程和浸潤式微米曝光機臺的投資,成本將增加30~35%,但50納米相較63納米增加的顆粒數(shù)卻不到30%。
此外,像是在63納米制程世代上,良率最高可以拉升至80~90%,但到了50納米制程,即使是三星的良率要做到成本交叉點(Cross Over),頂多也只能拉到80%的良率,顯見半導體產業(yè)制程技術越往下微縮,良率越來越難提升,投資與報酬率不如以往這么高。
簡而言之,半導體業(yè)產業(yè)每一個世代制程越往下走,其投資金額卻是越來越高,但產生的效應卻是越來越有限,這是物理上的限制,也是半導體產業(yè)的一大挑戰(zhàn),尤其是在30納米制程以下,此物理效應會更為明顯。
DRAM產業(yè)由盛到衰 2009年大衰退史無前例
回顧1999年以前,全球DRAM產業(yè)百花齊放,共計有14家DRAM廠,包括三星、美光(Micron)、IBM、現(xiàn)代、西門子、NEC、日立、三菱、東芝、力晶、茂德、南亞科、華邦、世界先進等,之后全球DRAM產業(yè)共經(jīng)歷4次大整合,第1次是2001~2002年之間,IBM、東芝退出市場,南韓的現(xiàn)代獨立半導體事業(yè)部門成立海力士,日系陣營的NEC、日立、三菱也整合成爾必達等。
到了2003~2004年,全球DRAM產業(yè)更只剩下5大陣營,包括三星和海力士;茂德和爾必達;力晶和奇夢達;南亞科、華亞科和華邦;最后則是美光;然到了2007年后的這一波整合潮,全球5大陣營出現(xiàn)變化,南亞科和華亞科選擇和美光結盟,與奇夢達同一陣營的只剩下華邦,這時只有三星仍單打獨斗。
2009年這一波金融風暴,原因可推回2004~2006年期間,全球資本市場資金借貸非常寬松,每家DRAM廠都大舉借貸來擴充產能,導致2008~2009年這一波有史以來最嚴重的衰退潮。
DRAM價格從2006年第4季1顆6美元,一路跌到2009年第1季只剩下0.6美元,幾乎只剩10分之1的價格,也讓全球所有DRAM廠都面臨巨額虧損壓力,多數(shù)DRAM廠只好把晶圓廠暫時停產,當時力晶13萬片的12吋晶圓廠產能,減產到最低1個月只生產2萬片。
奇夢達更在這次的衰退潮下宣布退出全球DRAM產業(yè),剩下的4大陣營也出現(xiàn)轉變,茂德從海力士陣營轉投爾必達陣營,全球剩下三星、海力士、爾必達結合力晶、瑞晶、茂德和華邦,以及美光結合南亞科和華亞科等4大陣營鼎立。
以目前全球4大陣營12吋晶圓廠產能來看,爾必達自己廠房有10萬片,加上力晶13萬片,加上瑞晶8萬片、茂德6萬片,總共有37萬片;而美光自己有8萬片產能,加上南亞科3萬片和華亞科13萬片產能,共有24萬片產能;三星、海力士則分別有32萬片和26萬片產能。
三星追求利潤和ROE 殺價競爭機率不高
受到金融風暴重擊,2010年全球DRAM產業(yè)是史上頭一遭沒有任何1座新廠產能加入生產行列,但日前三星宣布要蓋1座月產能20萬片的半導體晶圓廠,引發(fā)市場相當大的疑慮和擔憂。
深入了解,這座月產能20萬片的晶圓廠涵蓋3大項產品,包括60納米以下的邏輯制程、NAND Flash和DRAM等,以三星目前市場規(guī)模和客戶需求,其實不用擔心新產房擴充會造成供過于求的后果。
再者,三星現(xiàn)在的策略是追求獲利率和股東權益報酬率(ROE)為主,更不會希望把臺灣這些DRAM廠都趕盡殺絕,如果只剩下三星在DRAM產業(yè)的市占率獨大,未來恐面臨美國反壟斷訴訟。
面對未來臺灣DRAM產業(yè)的發(fā)展策略,最重要的就是不能再像過去一樣不斷舉債且盲目蓋廠,再投資個500億元讓DRAM價格又跌一半,然后大家又再一次面臨巨額虧損的磨難,這樣的游戲以前力晶也是其中一員,但不能再重來一次,否則一旦面臨景氣反轉直下時,背負的巨額負債問題,將會再度威脅到公司生存地位。(黃崇仁口述,記者連于慧整理)
黃崇仁為力晶科技董事長暨創(chuàng)辦人,畢業(yè)于臺大物理系、美國紐約市立大學西奈山醫(yī)學院醫(yī)學博士。
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