实际上3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3英寸的278倍。也就是说,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3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小尺寸。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,两者的划痕大小肯定不一样。“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15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小,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,带来的电阻也会越小,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x86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ayan裤ail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,ayan裤ail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),ayan裤ail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ayan裤ail公司的股权,同时还为ayan裤ail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,只有几家最顶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2010年时。市面上能提供商用光刻机的只剩ayan裤ail、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lamre色arch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、已经卖掉诱tube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说过lamre色arch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80286处理器时,更是已经采用了全新的投影式光刻机,能把蚀刻尺寸缩小到15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,自然很难说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说是买方市场。之前742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3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3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。
可以说742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点是晶圆制造设备。