最新消息,全球存储芯片巨头美光发布公告称,其计划将在未来十年里投资超过1500亿美元,用于先进存储芯片的生产和研发。当然,也包括潜在的扩大晶圆厂产能计划。
实际上,稍早前,昨日在日本方面已有相关消息走漏,美光计划在日本广岛新建一座DRAM芯片厂,并有望得到日本政府的大额补贴。
行业需求是根本,外部助推是诱因?
美光能有如此大胆的投资计划,当然是基于存储芯片在全球半导体市场上不断增长的份额,目前占比大约在30%左右。而随着AI、5G等新兴领域的增长潜力,这类芯片在数据中心及各类智能设备中将得到充分利用。
显然,日本项目算是美光此轮巨额投资计划的重要落子,贯彻了产能扩张的野心。
不过,编者也留意到,目前,美光的研发、生产网络遍布全球10余个地区。美光其实在广岛市已有一座现成的工厂,并配有相关研发设施。该工厂主要生产传输速度较慢的NAND芯片。
实际上,美光计划在该现有工厂附近采购地皮,以新建工厂项目。预计新工厂的投资将超过50亿美元,将在2024年投入运营,创造数千个就业岗位。
当然,在编者看来,虽然上述具体事项似乎未有正式官宣,但美光日本扩产项目的顺利推进,除了是自身原有规划之外,应也与外部助力有关。
据悉,在此前日本经产省的报告中,日本政府还将确保半导体产业增长列为“国家项目”,拔高到与确保食品和能源安全同等的高度,可见对该领域的重视程度。
毕竟,目前日本需额外进口的半导体占比仍高达60%。虽然日本目前拥有全球数量首屈一指的芯片生产设备、包括接近百座工厂,但依然无法生产充足的高端半导体产品,以保障本国的IC需求。
一周前,本平台也报道了台积电正式宣布日本建厂计划,新工厂将设在熊本县索尼集团图像传感器工厂附近,未来将为索尼提供半导体零部件。
编者认为,显然,这更像是“私人定制”的工厂,而其中近一半项目资金或由日本政府提供,为了确保本国芯片原厂业务及产业供应链,日本这回的确是诚意满满了。
当然,设厂除了是获得了日本政府的支持和补助之外,也许同样获得了当地诸如索尼、丰田等相应客户的支持、投资,这也是关键因素。
因此,美光也好,台积电也罢,日本举国上下一片热烈欢迎,设厂也都离不开日本政府、企业的大额补贴及支持。
各国助推“芯生”全球化,投资热浪迭起
另外,编者也留意到,这波“异地”晶圆厂投建热潮背后的一些逻辑细节。自台积电被美国拉拢且成功,在当地投建半导体工厂之后,日本政府也开始有所动作,持续推动台积电赴日建厂一事,当中很有可能是受到美国方面的启发。当然,这也包括后来的三星、格芯等等。
今天最新消息显示,三星电子副会长李在镕将于下月前往美国出差,对三星电子的美国第二家晶圆厂选址作出拍板决策,并对公司北美地区事业进行现场考察。这意味着,三星电子的美国晶圆厂选址也即将揭晓。
总而言之,半导体生产“全球化”这个概念和趋势,今年以来也并不陌生了,这也对芯片制造尤其是晶圆代工行业再度推向前所未有的高度。
一直以来,美国、日本、德国等经济大国,都将半导体产业视为经济作用中的重要一环。经历了这波强有力的芯片短缺状况后,今年以来,上述国家纷纷对国际顶级半导体大厂抛出橄榄枝,希望它们在本土设立晶圆厂,并对此提供一系列补贴及优惠措施。
所以,关于美光产能扩张的投资,除了会扩建现有的芯片生产设施之外,也会与全球各地区政府合作,寻找机会建设新的晶圆厂。机会既然来了,自然也要好好把握。
不难发现,面对当下半导体供求趋紧的高景气环境之下,行业巨头往往喜欢“胡乱挥霍”数百亿美元钞票,扩大产能甚至拓展新领域,业内及市场对此也早已见惯不怪。而美光无疑要将这个标准再次提高到千亿美元级别,势要博得众人瞩目。
不过,众所周知,像诸如在美国建厂所需的成本较高,日后运营上的溢价成本就更加难以预估,经济具有可行性是排在首位的,也是需要各方权衡利弊的事情。
当然,美国政府等也很希望补贴半导体行业,但求人做事,要显得更积极一些,动作也需要快一点。毕竟,晶圆厂从投资到投产,往往最快都需要好几年的时间。
扩展知识:
集成电路,英文为Integrated Circuit,缩写为IC;顾名思义,就是把一定数量的常用电子元件,如电阻、电容、晶体管等,以及这些元件之间的连线,通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。
为什么会产生集成电路?我们知道任何发明创造背后都是有驱动力的,而驱动力往往来源于问题。那么集成电路产生之前的问题是什么呢?我们看一下1946年在美国诞生的世界上第一台电子计算机,它是一个占地150平方米、重达30吨的庞然大物,里面的电路使用了17468只电子管、7200只电阻、10000只电容、50万条线,耗电量150千瓦。显然,占用面积大、无法移动是它最直观和突出的问题;如果能把这些电子元件和连线集成在一小块载体上该有多好!我们相信,有很多人思考过这个问题,也提出过各种想法。典型的如英国雷达研究所的科学家达默,他在1952年的一次会议上提出:可以把电子线路中的分立元器件,集中制作在一块半导体晶片上,一小块晶片就是一个完整电路,这样一来,电子线路的体积就可大大缩小,可靠性大幅提高。这就是初期集成电路的构想,晶体管的发明使这种想法成为了可能,1947年在美国贝尔实验室制造出来了第一个晶体管,而在此之前要实现电流放大功能只能依靠体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。晶体管具有电子管的主要功能,并且克服了电子管的上述缺点,因此在晶体管发明后,很快就出现了基于半导体的集成电路的构想,也就很快发明出来了集成电路。杰克·基尔比(Jack Kilby)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)在1958~1959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路。
现在,集成电路已经在各行各业中发挥着非常重要的作用,是现代信息社会的基石。集成电路的含义,已经远远超过了其刚诞生时的定义范围,但其最核心的部分,仍然没有改变,那就是“集成”,其所衍生出来的各种学科,大都是围绕着“集成什么”、“如何集成”、“如何处理集成带来的利弊”这三个问题来开展的。硅集成电路是主流,就是把实现某种功能的电路所需的各种元件都放在一块硅片上,所形成的整体被称作集成电路。对于“集成”,想象一下我们住过的房子可能比较容易理解:很多人小时候都住过农村的房子,那时房屋的主体也许就是三两间平房,发挥着卧室的功能,门口的小院子摆上一副桌椅,就充当客厅,旁边还有个炊烟袅袅的小矮屋,那是厨房,而具有独特功能的厕所,需要有一定的隔离,有可能在房屋的背后,要走上十几米……后来,到了城市里,或者乡村城镇化,大家都住进了楼房或者套房,一套房里面,有客厅、卧室、厨房、卫生间、阳台,也许只有几十平方米,却具有了原来占地几百平方米的农村房屋的各种功能,这就是集成。
当然现如今的集成电路,其集成度远非一套房能比拟的,或许用一幢摩登大楼可以更好地类比:地面上有商铺、办公、食堂、酒店式公寓,地下有几层是停车场,停车场下面还有地基——这是集成电路的布局,模拟电路和数字电路分开,处理小信号的敏感电路与翻转频繁的控制逻辑分开,电源单独放在一角。每层楼的房间布局不一样,走廊也不一样,有回字形的、工字形的、几字形的——这是集成电路器件设计,低噪声电路中可以用折叠形状或“叉指”结构的晶体管来减小结面积和栅电阻。各楼层直接有高速电梯可达,为了效率和功能隔离,还可能有多部电梯,每部电梯能到的楼层不同——这是集成电路的布线,电源线、地线单独走线,负载大的线也宽;时钟与信号分开;每层之间布线垂直避免干扰;CPU与存储之间的高速总线,相当于电梯,各层之间的通孔相当于电梯间……
检测常识
1、检测前要了解集成电路及其相关电路的工作原理
检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与外围元件组成电路的工作原理。
2、测试避免造成引脚间短路
电压测量或用示波器探头测试波形时,避免造成引脚间短路,最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。任何瞬间的短路都容易损坏集成电路,尤其在测试扁平型封装的CMOS集成电路时更要加倍小心。
3、严禁在无隔离变压器的情况下,用已接地的测试设备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备
严禁用外壳已接地的仪器设备直接测试无电源隔离变压器的电视、音响、录像等设备。虽然一般的收录机都具有电源变压器,当接触到较特殊的尤其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的电视或音响设备时,首先要弄清该机底盘是否带电,否则极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路,波及集成电路,造成故障的进一步扩大。
4、要注意电烙铁的绝缘性能
不允许带电使用烙铁焊接,要确认烙铁不带电,最好把烙铁的外壳接地,对MOS电路更应小心,能采用6~8V的低压电烙铁就更安全。
5、要保证焊接质量
焊接时确实焊牢,焊锡的堆积、气孔容易造成虚焊。焊接时间一般不超过3秒钟,烙铁的功率应用内热式25W左右。已焊接好的集成电路要仔细查看,最好用欧姆表测量各引脚间有否短路,确认无焊锡粘连现象再接通电源。
6、不要轻易断定集成电路的损坏
不要轻易地判断集成电路已损坏。因为集成电路绝大多数为直接耦合,一旦某一电路不正常,可能会导致多处电压变化,而这些变化不一定是集成电路损坏引起的,另外在有些情况下测得各引脚电压与正常值相符或接近时,也不一定都能说明集成电路就是好的。因为有些软故障不会引起直流电压的变化。
7、测试仪表内阻要大
测量集成电路引脚直流电压时,应选用表头内阻大于20KΩ/V的万用表,否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。
8、要注意功率集成电路的散热
功率集成电路应散热良好,不允许不带散热器而处于大功率的状态下工作。
9、引线要合理
如需要加接外围元件代替集成电路内部已损坏部分,应选用小型元器件,且接线要合理以免造成不必要的寄生耦合,尤其是要处理好音频功放集成电路和前置放大电路之间的接地端。
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