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半导体大国苏醒？ <br> <br> 日本半导体产业近期好消息接连不断：去年12月在国际电子器件会议(IEDM)上，东芝和索尼公司宣布开发出了65纳米线宽的集成有DRAM的CMOS型单芯片系统；NTT则宣布成功地开发了1 00G bps的光通信InP集成电路，率先突破100Gbps大关。刚进入2003年，东芝公司就宣布从今年4月起，将率先批量生产90纳米线宽的半导体器件。NEC和富士通公司也计划从9月 开始批量生产90纳米线宽的半导体器件。如上好消息不断，难道连年低迷的日本半导体业已经开始复兴了吗？<br><br>从上世纪60年代日本经济开始起飞至80年代后期，日本曾占有世界半导体市场50%的市场份额，被称为“半导体王国”。有两件事特别值得一提。一是江崎玲於奈以隧道二极管的发明获得了诺贝尔物理奖。二是日本厂商团结奋斗，在80年代下半期，将美国英特尔公司挤出了DRAM市场。但近年来，日本半导体业连年亏损，在世界半导体业的市场份额不断降低。日本最大的半导体厂商东芝公司在世界上的排名也不断下降。2002年东芝被韩国三星公司超过，降到世界第三位。其他日本半导体厂商在世界市场上的排名也持续走低，三菱和富士通公司已被挤出全球10大半导体厂商排行榜。面对目前的衰况，日本半导体产业界当然不甘落后，日本政府、企业与科研机构正携手重振半导体业。<br><br>抢先半步<br><br>刚进入2003年，东芝就宣布，从2003年4月起，将在世界上率先批量生产90纳米线宽的半导体器件。NEC和富士通也计划从2003年9月起，批量生产90纳米线宽的半导体器件。<br><br>90纳米线宽的半导体器件将比目前世界上最先进的半导体器件的集成度提高一倍。即半导体器件的体积仅为0.13微米工艺生产的半导体器件的一半左右。此外，器件的运算速度提高2倍，器件本身的功耗可减少40%。<br><br>这次东芝将在其大分县的工厂生产90纳米线宽器件，月产能力为1万个，主要用于数字家电和家用游戏机。<br><br>NEC则计划在2003年内生产价值40亿日元的90纳米线宽的计算机系统芯片，具高级运算能力，主要用于数字家电。至2005年，销售额可望达到250亿日元。富士通计划从2003年9月在东京郊区批量生产用于高性能计算机的集成系统芯片。<br><br>目前日本各公司率先在老厂房中装备适应90纳米线宽技术的光刻机和掩膜机等设备；2004年将陆续建起新的生产90纳米线宽器件的全新生产线。<br><br>日本厂商之所以紧锣密鼓地率先批量生产90纳米线宽的半导体器件，是因为不愿意落后于世界潮流。英特尔和三星准备于2003年夏天开始批量生产90纳米线宽的半导体器件。我国台湾省的台积电和联华电子等公司也在跃跃欲试。东芝率先宣布90纳米线宽器件的批量投产，就是为了先于美、韩，圈定世界市场上的顾客。<br><br>让日本半导体厂商坐不住的还有IBM和AMD。2003年1月8日，这两家公司宣布，他们将合作研究和开发更新一代的半导体器件生产工艺，即65纳米线宽的半导体生产技术。<br><br>立足技术前沿<br><br>日本生产半导体的厂商，除了东芝、NEC、日立、三菱和富士通前五大家外，还有松下、夏普等共十余家。早在1999年，这些主要半导体生产商就联合建立了日本半导体业门户网站。通过这一网站，合作搜集全球半导体厂商的研发信息，互相交换各自的半导体技术。除此之外，由日本工业技术研究院联合东芝和NEC等大型半导体厂商的科研力量，成立了日本跨公司的半导体技术研究机构，开展了先进半导体技术的研究。在日本政府2001年发布的“e-Japan”战略计划中，明确把半导体技术的研发作为支撑信息业的基础技术，而给予重点支持。日本官方明确指出，在信息技术上要推动国立科研机构和民间企业研究部门的技术研究和开发，要强化企业、大学和官方的合作，要改进研究和开发的体系结构，从而在战略上强化日本信息业的技术实力。日本官方提倡，根据企业、大学和政府的不同职能及研究机构的特点，促进相互之间的取长补短，有机地进行合作。促使产业界与国立研究机构在研究开发上达成共识，建立起相应的合作机构，并在这一基础上，建立起竞争性的研究开发环境。通过政府提供的竞争性的研究资金，建立起科研机构内部的竞争性环境，将竞争引入到研究项目中，以便最大限度地发挥个人的主观能动性。在半导体技术的研发上，日本半导体业正是遵循上述方针，集中了有限的人力、物力，整体性地提高了日本的科研水平。<br><br>日本大型半导体企业与官方科研机构曾先后推出“明日”计划及其后续计划。明日计划是以70纳米线宽半导体技术为研究目标，后续计划则是以50纳米线宽半导体技术为研究目标。后续计划除了有上面提到的日本5大半导体厂商外，还吸收了松下、夏普等厂商参加。<br><br>提高半导体集成度，关键的设备是光刻机。日本佳能和尼康在光刻机的开发和生产上在日本居领先地位。尼康在多年技术积累的基础上，应用上述研究计划的成果，在超紫外线(EUV)光刻技术上获得了突破性进展，为日本半导体业开发新一代集成电路制造技术立下了汗马功劳。<br><br>日本目前和近一段时间研究开发的新器件和新工艺有：<br><br>●NEC和东芝从2002年秋开始，共同开发磁随机存储器MRAM，预计2005年大批量生产，这种MRAM存储器，掉电后可利用磁保持数据；<br><br>●定于2003年底实用化的蓝宝石(Sapphire)衬底技术，是在绝缘性好的衬底上，一层层堆积硅，从而形成多层电路；<br><br>●2004年可实用化的畸变硅技术，是将硅原子之间的距离按自然状态排布，从而使电子流可更好地流动的技术；<br><br>●2005年后可实用化的碳纳米管技术，可用于制造微小晶体管和极细的引线；<br><br>●计划2008年实用化的人造金刚石半导体，可代替硅，可制成散热性好及电子释放性好的器件。<br><br>对于2003年正式投入批量生产的90纳米线宽的半导体器件，日本媒体自豪地称，东芝拥有世界上最成熟的生产技术。2002年12月中旬在旧金山召开的国际电子器件会议(IEDM)上，东芝和索尼联合发表了论文，宣布他们已开发出了65纳米线宽的集成有DRAM的CMOS型单芯片系统(即系统芯片)，可用于宽带大容量通信。该器件的晶体管开关速度被称为世界最快，集成在其中的DRAM单元(原胞)世界最小，集成在内的SRAM单元也是世界最小。该器件的高速开关晶体管的栅极长度为30纳米，制造工艺采用了适于批量生产的技术。这些都被称为世界领先。在同一国际会议上，日本NTT宣布成功开发了100Gbps的光通信InP集成电路,在世界上领先突破100Gbps大关。由此，可看出日本半导体业的技术实力。<br><br>整合与调整并举<br><br>半导体业是个高投入的产业，号称“吞金虫”。新建一条0.13微米的生产线，动辄上10亿美元。对于连年亏损的日本半导体业，超过10亿美元的投资，绝非一家企业可以承担的，只有联合才是惟一的出路。从2000年起，日本半导体企业开始了前所未有的产业整合。在计算机内存芯片方面，先是NEC和日立各出资一半成立了Elpida公司，后来三菱电机也决定加入。这样Elpida就成了日本专门生产内存芯片DRAM的惟一一家公司。在集成系统芯片上，日立和三菱成立了专门的合资公司，统一了双方的半导体业务。东芝和富士通联合索尼合作开发和生产了系统芯片。<br><br>对于严重亏损的存储器生产，已先后有富士通、三菱和东芝等公司放弃了DRAM的制造。东芝将传统的DRAM业务转卖给了美国Micro技术公司。Elpida公司委托上海中芯国际进行0.13微米的DRAM生产。东芝放弃DRAM生产后，在存储器上将精力集中在快擦写存储器的生产上。东芝2003年将投资150亿日元(约合1.2亿美元)，将快擦写的存储器的产量在2005年前增加40%以上。通过这一计划的执行，东芝快擦写存储器的销售额，可从2001年的650亿日元增至2004年的2000亿日元(约合16.7亿美元)。东芝从快擦写存储器中的获利，可支持其2002年12月开始兴建的300毫米硅圆片的生产线。<br><br>此外，东芝从2002年起在世界上率先生产新型快擦写存储器。其采用“多值技术”，使相同的芯片体积能存储的容量翻番，而制造成本仅增30%。目前东芝采用“多值技术”的快擦写存储器已由总产量的20%提高至50%。从2003年7月起，NEC也将大批量生产这种存储器。<br><br>冲电气则采用绝缘体硅技术生产功率消耗减半的集成电路。日立和三菱电机也将生产这种集成电路。<br><br>日本从原占主导地位的存储器转型后，改产在技术上有优势，又有广阔销路的集成系统芯片半导体。技术的进步，为芯片提高处理能力，加快运行速度和减小体积、降低功耗创造了条件。与此同时，这些高附加值的产品又为日本半导体公司扭亏为盈打下了坚实的基础。<br><br>最后，日本半导体厂商计划加强半导体器件的设计，而将制造逐步委托给东亚地区的半导体厂，其中包括祖国大陆和我国台湾地区的厂商。近日有消息称，日本NEC准备投资数千万美元，加强NEC与上海华虹的合资。该公司的800毫米硅圆片的月产量将由目前的月产两万片，增至月产3.2万片。<br><br>重振雄风需时日<br><br>在全球信息产业不景气和网络泡沫破灭的大形势下，加之受本国已10年停滞不前的经济的影响，日本半导体业要重振雄风尚需时日。<br><br>日本最擅长DRAM存储器的生产，但生产成本高，成为日本半导体业亏损的主要原因。面对三星的激烈竞争，日本厂商纷纷败下阵来，目前只有日立和NEC两公司联合成立的Elpida勉强支撑。日本的5大半导体厂商，都不同程度地患有大企业病，巨额亏损使他们在半导体设备的投资上都裹足不前。面对全球IT业的不景气和通信泡沫，痛下决心，进行根本性变革，才是日本半导体业的出路。<br><br>日本半导体业总结自己近年的教训时认识到，1986年至1991年日本超出半导体发明国——美国而称雄世界半导体市场时，不过是在生产技术上超过美国。当时繁荣的假象，使日本人产生了全面超过美国的错觉。面对后起之秀韩国和我国台湾厂商的激烈竞争，他们决心在保持研究和开发优势的同时，形成适应多品种、小批量、可快速投产的灵活的生产格局。为此，日本正开发三维立体化的半导体生产设备，使设备体积缩小至五分之一以下。<br><br>此外，在生产线中，可采用阶段式生产方式。只要更换原料气体，就可连续处理不同的工艺流程。在采用的工艺中，代替目前的超过1000℃高温，采用只需500℃以下温度的、反应性良好的、可进行激烈(radical)反应的新工艺。这种工艺的流片速度可提高10倍，成本只为原来的1/10。<br><br>必须清醒地看到，日本半导体业，无论是目前暂时领先的“多值技术”快擦写存储器，还是90纳米线宽的批量生产技术，紧随其后的英特尔和三星，距其只有一步之遥。日本的优势并不是很明显。<br><br>日本半导体业呼吁，日本政府应进一步加大对半导体业的税收优惠政策，支持企业减少投资风险。对于尚处于困境中的日本半导体业，复兴之路还很长。 计算机世界网 作者 吴康迪 <br> <br> |
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狗仔卡
发表于 15.3.2003 10:49:10
显身卡