Сентябрь 4th, 2020 
raven000 Повсеместное использование микроэлектроники требует увеличения количества производимых интегральных схем разными производителями, а также уменьшения средней цены чипов. В ближайшие годы разные изготовители микросхем запустят почти два десятка фабрик по их производству. Тем не менее, фактически все новые производственные комплексы продолжат использовать 300-мм кремниевые подложки, в то время как 450-мм пластины останутся экзотикой даже к концу десятилетия.
В начале 2013 года корпорация Intel продемонстрировала первые в мире полностью обработанные 450-мм подложки, а в середине 2013 года начали строить fab D1X модуль 2, первую в мире фабрику, готовую к установке оборудования, которое обрабатывает подложки увеличенного диаметра. Как ожидалось в начале десятилетия, 450-мм фабрики начнут работу в 2015–2017 годах, однако в конце 2013 компания ASML, мировой лидер в области производства фотолитографического оборудования, фактически приостановила инвестиции в 450-мм инструменты производства вследствие неопределённости со спросом со стороны производителей микросхем.
Демонстрация полностью обработанной 450-мм кремниевой подложки
Официально три крупнейших производителя интегральных схем в мире — Intel, Samsung Electronics и Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. — не забросили планов использования 450-мм кремниевых подложек. Тем не менее, согласно оценкам IC Insights, одной из самых осведомлённых компаний-аналитиков рынка производства полупроводников, в ближайшие годы компании будут сосредоточены главным образом на максимизации производства на 300-мм фабриках, а не на постройке 450-мм производственных мощностей.
Количество полупроводниковых фабрик, работающих с 300-мм подложками
Согласно IC Insights, в конце 2014 года в мире работало 87 фабрик, обрабатывающих 300-мм кремниевые пластины. К концу 2019 года количество 300-мм производственных комплексов вырастет до 110. Подобные фабрики используются как производителями сложных микросхем компаниями вроде Intel, GlobalFoundries и TSMC, так и памяти, компаниями вроде Micron Technology, Samsung, SK Hynix и Toshiba/SanDisk.
Кроме того, полностью амортизированные фабрики, работающие с 200-мм пластинами, продолжат использоваться для производства целого ряда устройств, таких как драйверы дисплеев, специализированные запоминающие устройства, микроконтроллеры, аналоговые устройства и т. п. Таким образом, 200-мм и даже 150-мм фабрики продолжат существование, хотя их количество может немногого сократится в ближайшие годы. TSMC, Texas Instruments и United Microelectronics Corp. (UMC) являются крупнейшими операторами 200-мм производственных мощностей.
В производственном комплексе TSMC
Кремниевые пластины диаметром 450 мм потенциально могут снизить расходы на производство микросхем на 20 %. Однако некоторые аналитики полагают, что реальное снижение стоимости в пересчёте на чип будет ниже, что снижает привлекательность новых подложек и фабрик для производителей. По предположениям IC Insights, к концу 2019 года лишь 0,2 % производственных мощностей полупроводников будут использовать 450-мм пластины.
Доли подложек разного диаметра в производстве микроэлектроники
Усилия по разработке 450-мм оборудования будут продолжены, но темпы развития замедлились в 2014 году. Судя по всему, массовое производство на подложках диаметром 450 мм начнётся в 2020 году или даже позже, хотя опытное производство может начаться в 2018–2019 годах. Подобные прогнозы согласуются с позицией Intel, которая в прошлом году заявила о задержке начала использования 450-мм пластин на несколько лет.
Демонстрация полностью обработанной 450-мм кремниевой подложки
Учитывая неопределённую ситуацию со спросом на микросхемы и гигантские расходы на фабрики, работающие с подложками диаметром 450 мм, осторожный подход Intel, TSMC и Samsung к переходу на новые пластины понятен. Не последнюю роль в подобных задержках играют и трудности с использованием EUV-фотолитографии, которая также едва ли станет массовой раньше конца десятилетия.
Опубликовано в рубрике 
