良率,制约印度芯片量产

来源:半导纵横发布时间:2026-08-20 14:32
芯片制造
印度
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塔塔真正的关键考验,不是产出首批晶圆,而是实现稳定、大规模、具备竞争力良率的生产制造。

印度大力推进半导体制造,在设备就位、产线开工之后,将要迎来最严峻的考验之一:新建晶圆厂能否持续产出足够多的合格芯片,与成熟工厂展开竞争。

分析师表示,对于塔塔电子计划在多赫拉建设的半导体晶圆厂而言,关键里程碑并不仅仅是生产线产出第一片晶圆。良率,也就是功能正常的裸片占总产出裸片的比例,将决定这座工厂能否从试生产阶段,过渡到具备商业可持续性的量产。

“具备商业竞争力,并不要求投产第一天就达到90%的良率。”TechInsights半导体分析师Manish Rawat表示,一座全新的300mm成熟工艺晶圆厂,当良率达到约75%‑80%时,就可以产出具备商业价值的产品,前提是设备利用率、生产周期、缺陷密度与设备产能也同步改善。

Fab Economics首席执行官、全球半导体政策委员会联合主席Danish Faruqui则给出了更高的成熟竞争力门槛。Fab Economics测算,一座面向28‑110nm工艺的新建晶圆厂,若要实现完全竞争实力,10毫米×10毫米裸片的净有效良率需要达到85%‑90%左右。

Faruqui表示,28‑130nm工艺的工厂,良率达到75%左右就可以实现商业运转,能够覆盖运营成本,但尚不能完全收回资产折旧。成熟工艺下单片晶圆利润空间较低,良率每下降5个百分点,就有可能吞噬全部盈利。

具备竞争力的良率,可能需要数年时间才能达成

Rawat介绍,实际良率爬坡,投产初期大概在50%‑60%,6‑12个月提升至70%‑80%,12‑24个月之后有望达到85%‑90%甚至更高。具体速度取决于工艺复杂度与产品组合。

Fab Economics的模型从更早阶段开始测算:投产前6个月的设备验证与试产阶段,良率约25%;6‑12个月早期生产阶段,良率约55%;12‑18个月随着产量提升,良率来到70%;生产完全成熟后,再向85%‑90%乃至更高水平迈进。

两套测算的统计起点并不相同。Rawat给出的初始数值对应的是早期生产阶段,Fab Economics则包含设备验证和试跑环节。

良率还必须结合设备利用率综合看待。Faruqui表示,成熟工艺晶圆厂想要具备竞争力,产能利用率理想状态要超过85%。即便良率达到90%,如果工厂只开到一半产能,依旧缺乏竞争力,因为折旧成本只能分摊到更少的晶圆上。

力积电可以缩短技术学习周期

塔塔与力积电的技术合作,能够省去从零开发制造工艺的大量时间。Rawat说,力积电可以输出成熟的工艺集成方案、设备参数配方、生产管控手段以及制造经验,有望把塔塔初期的技术学习周期缩短数个季度。

但技术转让,并不能保证印度工厂可以立刻复刻成熟厂区的良率水平。Rawat提到,塔塔仍然需要在本地搭建工艺控制、设备匹配、设备维护、统计过程控制、污染管控、量测检测以及缺陷治理方面的技术能力。

Faruqui表示,想要实现成功的技术转移,塔塔必须在多赫拉工厂,从原材料、工艺、设备到运营全流程复刻力积电的制造规范。之后本地工程师还需要理解,这套工艺在印度工厂的物料与运行环境下会产生怎样的变化。

Faruqui称,这其中包括处理各类意外的化学反应,搭建分析工具,调试自动化逐批次(R2R)过程控制系统。最终,塔塔工程师需要独立排查各类工艺异常,不能每出现一次缺陷就依赖中国台湾技术专家。

汽车芯片生产还会带来另一重认证门槛。Faruqui表示,虽然力积电拥有车规级资质,但多赫拉工厂需要重新取得自身的汽车质量认证,包含IATF 16949标准,面向汽车领域的芯片产品,也必须完成对应的产品认证流程。

印度本土供应链生态会影响晶圆厂表现

Rawat认为,印度面临的特有风险,不在于能否拿到半导体工艺技术,而在于上下游制造生态的成熟度。他表示,印度的供应商网络、设备服务能力、特种化学品与特种气体、超纯水配套、污染管控技术以及资深晶圆厂人才,都还处在建设阶段。

这些环节的短板,会影响供应商认证、设备开机率、备件供应以及工艺耗材的一致性。

Faruqui称,成熟半导体产业集群出现故障时更有优势,供应商与技术服务机构就在晶圆厂周边。缺少这类配套支持,印度初期会更加依赖进口物料与海外技术支持。

高纯化学品或者特种气体一旦延误,就会打断生产流程。他补充,部分场景下,晶圆在工序之间滞留过久会发生性能劣化;进口耗材哪怕纯度出现微小波动,也会引发良率问题,且溯源排查需要耗费大量时间。

问题的关键在于:力积电可以输出制造知识,却无法把中国台湾整套供应链集群搬到古吉拉特邦。

对标应当选取新建晶圆厂

Rawat提出,评判塔塔的表现,应该参考近年的全新建厂项目,而不是已经积累多年生产经验的成熟工厂。

他举例包括台积电亚利桑那工厂、三星泰勒工厂、英特尔亚利桑那与爱尔兰厂区,以及日本Rapidus。Rawat表示,大型新建晶圆厂完成主要设备安装后,一般还需要12‑24个月才能实现初步生产。想要达到稳定的高竞争力良率、实现可观的产能利用率,可能还需要再花1‑2年甚至更久。

Faruqui另外列举日本JASM、博世德累斯顿工厂作为参考。依据Fab Economics模型测算,塔塔大约需要24‑30个月,才能跨过85%商业良率这条线。实际进度,一部分取决于塔塔本土制造能力的建设速度,以及工厂实际投产的产量。Faruqui表示客户订单规模与产能利用率十分关键,晶圆厂需要足够产量,才能降低缺陷密度、打磨工艺。

不只看公开的良率数据

塔塔或许不会对外披露详细良率数字,客户与行业观察者只能依靠其他指标判断项目进展。Rawat称,晶圆投片量提升、产能利用率走高,代表工厂正在脱离工程验证阶段,走向大规模量产。客户的实际动作更有参考价值:产品认证通过、重复流片、拿到更多设计订单,都证明客户对这套制造工艺抱有信心。

持续采购设备、进行产能扩建,也是另一项信号。Rawat表示长期来看,毛利率改善、前期亏损收窄、晶圆厂营收占比提升,都代表制造业务的经济模型在向好。

对于车规芯片,认证进度以及后续大批量订单,同样可以体现工艺成熟度,客户只有确认生产具备一致性与可靠性,才会将产品投入大规模生产。

综合以上各类指标,才能更客观地评估多赫拉工厂,而不是仅仅盯着第一片产出晶圆的官宣时间。“塔塔真正的关键考验,不是产出首批晶圆,而是实现稳定、大规模、具备竞争力良率的生产制造。”Rawat说道。

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