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半导体的驱动技术与未来产业经济样态

  • 林育中

半导体业过去以驱动技术为领头所形成的稳定经济结构,面对未来分歧而发散的多方向发展方式,将会是挑战。三星电子

过去60年依摩尔定律而行的半导体行业有个有用的概念叫「驱动技术」(driving technology)。在摩尔定律下,半导体经济价值的创造极度依赖于先进制程节点的推进,而制程节点的推动必须依托于一特定类别的产品上,这产品的成功也就成为技术领先的代名词。

在半导体发展历史的最初40年,驱动技术的产品是DRAM,从现在的后见之明看来这是想当然尔的必然。DRAM至今仍是半导体市场产值最高的次领域,而存储器容量受惠于先进制程极大,因此用最受惠、产生最大盈余的产品来推动最先进制程似乎言之成理。80年代日本从美国手中夺下半导体霸权、90年代韩国取代日本,都是DRAM公司领军。而过去最先进的制程—不管是在全世界或是在台湾,包括12寸厂、DUV、CMP等指标性的技术和设备,也都由DRAM公司率先使用。

2000年后,flash兴起,其制程与DRAM制程有综效,而其制作技术不似DRAM受其电容值与临界尺寸平方成正比此一因素的限制,二维flash的制程比DRAM快1.5~2世代,成为新的驱动技术,但领先的时间极短。一方面逻辑代工的技术已经迎头赶上、取而代之迄今,另一方面二维flash技术也逐渐面临瓶颈,转向三维去了。

半导体制程能在过去的60年中勇猛精进、维持陡峭的经济价值增加曲线,主因是由于这样的驱动技术模式:产业中最大或次大的子区块由于成本对先进技术的高度敏感,戮力推进最先进制程。而技术领先带来的丰厚报酬使得领先厂商有能力进一步投入下世代技术研发,形成周而不息的良性循环。半导体的其它领域虽然盈利率较低,无力投入大量的研发经费于先进制程,也能受惠于先进制程发展的外溢效应,而在其领域的制程得到毋需太大花费的自然提升。以经济发展的景象来描述,半导体产业是以驱动技术为领头的雁行序列,领头雁虽然承受较大风阻,但是在经济上也有较大的回馈,这是半导体在过去一甲子时间所形成的稳定技术发展及经济结构,是以能支撑一甲子的荣景。

半导体未来的发展方向虽然在业界已有异质集成的共识,但与过去以驱动技术为单一轴线的发展方式有本质上的不同:异质集成的经济增值方法十分发散,当产业各领域依其生态利基投入研发的各种技术,所得到的经济回馈不如以前的集中、丰厚,每个新方向能够持续的动量也小。简单的说─备多力分!

问题来了,如果未来的半导体技术发展正如现在业界的共识—分歧而发散的多方向发展,那么要有什么样的经济模式以及盈利样态才能支持这样的半导体技术发展?这值得业界深思讨论。

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任咨询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。现在于台大物理系访问研究,主要研究领域为自旋电子学相关物质及机制的基础研究。