智慧物聯網(AIoT)的興起帶動科技產業的典範轉移,也驅使半導體產品朝少樣多量的方向發展,在此浪潮下,除了追求製程技術的演進,多角化經營也是晶圓代工廠的一大發展要點,許多8吋晶圓廠開始轉型生產少量多樣的功率半導產品。
工研院產科國際所分析師劉美君表示,2018年半導體整體的產能利用率狀況不盡理想,但8吋廠的產能利用率卻相當不錯。可以觀察到,除了傳統的電源管理以外,也開始有許多廠商採用8吋廠生產車用與工業應用產品。他分析,這是因為8吋廠的生產高峰期已過,現階段正好適合用以生產少量、多樣特殊製程的物聯網(IoT)產品,使得2018年8吋廠的產能利用率表現相當好。
根據Semi早前發布的2019年全球8吋晶圓廠展望報告,受惠於行動通訊、物聯網、車用以及工業需求強勁,2019~2022年之間,8吋晶圓廠產量預計將增加70萬片,增幅為14%。預計一共會有16座新廠或生產線開始運轉,其中14處為量產晶圓廠。其中,微機電系統(MEMS)和感測器元件相關晶圓廠產能可望增加25%,而功率元件和晶圓代工產能預估將分別提高23%和18%。
8吋晶圓廠數量和已裝機產能增加,反映出業界不斷增加產能甚至開設新晶圓廠,使得整體8吋產業表現持續強勁。對此,劉美君說明,隨著IoT興起,未來產品會越來越追求多功的晶片,MEMS、感測效能都會被整進晶片製造端中,特殊製程的晶圓廠也因而更受到歡迎。其中,模擬晶片、LCD驅動IC、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)對於8吋廠的產能需求最大。
但另一方面,目前8吋設備廠越來越少,也促使廠商在這方面展開新的布局,包括晶圓廠之間的設備轉讓、舊廠重啟及興建新廠。舉例來說,世界先進即在2019年購買格羅方德(Global Foundries)位於新加坡的8吋晶圓廠廠房、廠務設施、機器設備以及MEMS智慧財產權以及業務。而台積電也規畫在南科晶圓六廠興建一座8吋廠,積極導入高壓製程的車用晶片。據悉,台積電新建的8吋廠會規劃新的三五族化合物(III-V)半導體製程,用以發展碳化矽(SiC)等車用晶片代工。
談到廠商投資8吋功率半導體廠的現象,劉美君表示,隨著IoT產品普及速度加快,元件功耗成為下階段半導體發展的重要課題,為達到Trillion Sensor的時代,2020年後的電子元件將聚焦在超低功耗的解決方案開發上。而功率半導體由於能提升電力使用效率,因而備受矚目。另一方面,也因為8吋廠機台設備不會很高(目前貴的是晶圓本身),再加上廠商投資時都會希望能導入新的技術等因素加總,促使功率半導體成為8吋廠轉型的熱門選擇。