近期電子科技大學張波教授提出“特色工藝將成為中國半導體業的機遇”，由于有獨特的見解，已引發業界的贊許。

特色工藝這個詞有些“新”，但是經張波教授的解釋，它原是摩爾定律的三個方向之一，英語叫“More Than Moore”，之前的譯名為“超越摩尓定律”。

張波教授把“特色工藝”稱為“非尺寸依賴”， 是指器件價值或者性能的提升，不完全靠尺寸縮小，而是通過功能的增加。

實際上定律延續50多年來，半導體業的驅動力有兩個，一個是尺寸縮小，另一個是硅片直徑增大，顯然尺寸縮小起主要作用。

莫大康

由于定律有自身的局限性，在那個時代它只能預測到晶體管的密度要增加，成本可下降，實際上它無法揭示隨之而來的功耗增大及晶體管的性能提高等。所以近期指出定律的另一個方向，”非尺寸依賴”具有指導意義。

為什么特色工藝成香餑餑

全球半導體業在2000年時銷售額達2000億美元，至2013年，經過13年時間達到3000億美元，然而僅用了4年時間，至2017年時己上升到4000億美元，而2018年達到4700億美元，非常可能在2020年時達到5000億美元。它反映全球電子產品市場中硅含量的急速提升及價值鏈的體現。

但是從另一方面觀察，由于定律不可避免的趨向物理極限，IC設計成本的急速飆升，全球能夠繼續追蹤尺寸縮小的廠商數量越來越少，導致依賴工藝尺寸縮小的推動力減弱。所以半導體業界試圖開辟另一個戰場，所謂特色工藝其理在其中。

依業界的觀點，特色工藝主要指模擬、RF、功率及MEMS，以及近期非常火熱的2.5D、3D的堆疊封裝等。在未來20年中它非常可能成為主要推動力之一。

按現在的認識，特色工藝可能集中于8英寸硅片，及少部分的12英寸硅片中，從工藝尺寸覆蓋可能在28nm以上。顯然這個分界線逐步在改變，在2000年時12英寸硅片剛興起時，這個分界線是90nm。如今8英寸硅片逐步升級也己擴展到65nm。這一切取決于經濟因素，因為升級8英寸設備要投資，以及90nm以下的光刻機需要重新購買，增加了成本。

如果采用8英寸硅片設備作特色工藝，有它的獨特優勢：1)，設備的折舊期已過，節省成本；2)，250nm-130nm工藝相對成熟穩定；3)，設備的軟件升級較少受原廠控制等。

張波教授總結特色工藝具有市場分散，品種眾多、與應用關系強，且無壟斷企業等特點。

但是仔細羅列全球摸擬，RF，功率及MEMS等全球前十位廠商中，發現排在前列的都是歷史悠久的資深老廠，如歐洲的NXP、Infineon及STMicron及日本的Sony、東芝、三菱、富士通、瑞薩、及美國的TI、Microsemi、及ON Semi等。其中許多廠商至今仍堅守8英寸，甚至6英寸硅片，但是有舉足輕重的地位。

據SEMI 2015年數據，2016年全球8英寸硅片的市場份額，模擬占11%，分立器件14%，邏輯加微處理器21%，存儲器占3%，代工占47%及MEMS加其它占4%。

另據SEMI 2016年數據，2017年全球晶圓產能為每月1790萬片(8inch計)，其中8英寸產能為月產520萬片，約占不到1/3，其中前十大8英寸廠的產能占總產能的54%。

特色工藝在中國

據廈門半導體投資集團總經理王匯聯的數據，2018年中國在建及規劃Fab產線總共33條，包括21條12英寸線、11條8英寸線，其中特色工藝線16條、邏輯產線9條、存儲產線8條。SEMI數據顯示中國晶圓產能2019年占到全球16%，到2020年將增至20%。

其中的趨勢是中芯國際，代工業的領頭羊，除了在國家資金等支持下，開發14nm及以下邏輯制程工藝之外，積極擴充它的8英寸產能，包括天津，深圳，寧波，紹興等地，而原本生存得很滋潤的華虹，華潤微電子，士蘭等，卻由8英寸延伸至12英寸，目的都是為了實現產品差異化，跨入特色工藝中。

實際上企業的決策才是最真實的反映，它們的感覺十分靈敏及深刻。那么多條特色工藝生產線的興建，至少反映現階段它可能適合于中國半導體業發展的需要。

因為從產業利益出發，現階段由中芯國際，華力微積極跟蹤14nm及以下邏輯制程，以及由長江存儲做3D NAND閃存，合肥長鑫做19nmDRAM等都是很有必要，首先要解決“0”到“1”的突破問題，具備能力之后才逐步擴充產能。顯然這段路十分崎嶇，投資巨大及周期長，技術難度高，未來產品市場的競爭力將經受考驗。

而絕大部分的中國半導體企業，它們首要任務是求生存，能實現盈利，所以讓它們去追蹤定律，或者嘗試存儲器的IDM模式量產是不客觀的。所以它們紛紛轉向選擇特色工藝可能是必由之路。

分析中國半導體業在代工業中8英寸制程與全球的先進水平接近，有一定優勢，但是在非邏輯制程中，如模擬、高壓、MEMS、包括IDM模式的產品等方面可能差距較大。

另據張波教授的資料，采用特色工藝可能有助于提高國產化率。因為中國進口集成電路的均價只有7毛五，不足一美元。其中進口了大量每塊價值達數百美元的高端CPU，同時也大量進口了不需要先進工藝的分立器件、電源管理IC、微控制器等。因此釆用特色工藝，國產替代的空間非常巨大。

顯然在市場競爭中，對于中國半導體業發展不可能有一條“捷徑”，做特色工藝是機遇與風險同在。因為對手都十分強大，經驗豐富，而我們是“追趕者”，從先天性方面不存在優勢，僅僅是由于市場機會多，產品分散，與應用結合強，而中國擁有全球最大的市場，具這樣的優勢地位有可能讓我們從中分得一杯羹。

企業成功的要素取決于市場空間，技術能力及時機，關鍵要有一位強有力的CEO。

近期貿易戰對于中國半導體業發展的影響不可小視，一個是電子產業鏈有部分外移出中國，另一個是美國的封鎖持續加緊等，導致中國半導體業要維持年均增長率達20%可能有一定難度。不過事物有它的“兩重性”，有時“壞事”也可能變成“好事”，如貿易戰下促使部分人才加速回流，以及在外壓力下能激發斗志，更加團結，有可能取得更大的成績。

莫大康：浙江大學校友，求是緣半導體聯盟顧問。親歷50年中國半導體產業發展歷程的著名學者、行業評論家。