本文由半導體產業(yè)縱橫（ID：ICVIEWS）編譯自eenewseurope

X-Fab的Ulrich Bretthauer博士表示，6英寸 CMOS的淘汰不僅僅是產品的變化，而是一種結構性行業(yè)風險。

電子產品和系統(tǒng)制造商依賴于可靠的集成電路供應，尤其是在汽車、工業(yè)、醫(yī)療和航空航天領域。半導體器件的買家，尤其是在這些特定領域的買家，嚴重依賴穩(wěn)定的集成電路供應。因此，過去幾個月一些代工廠停止了基于6英寸晶圓的CMOS工藝，這讓一些公司陷入困境；這擾亂了供應鏈，使設計工程師不得不重新開始設計，從而影響了戰(zhàn)略規(guī)劃。

6英寸晶圓上 CMOS 芯片生產的停止標志著 0.6 微米及更大尺寸工藝的終結，這給汽車、工業(yè)、醫(yī)療和其他行業(yè)的制造商帶來了挑戰(zhàn)。這些成熟的節(jié)點仍然廣泛用于模擬和混合信號 IC，包括傳感器接口和電源管理芯片。對于許多設計團隊來說，6英寸CMOS 芯片壽命終止 (EOL) 的突然宣布幾乎沒有預兆。在某些情況下，這一消息會引發(fā)緊急會議，以評估庫存、啟動重新設計并重新驗證長期運行的系統(tǒng)。

隨著工藝節(jié)點尺寸的不斷縮小，晶圓尺寸也從6英寸增大到8英寸，最終達到12英寸。除了摩爾定律之外，這種尺寸的增長對滿足日益增長的芯片需求并降低成本做出了決定性的貢獻。雖然12英寸晶圓已成為先進節(jié)點（<90 納米）的標準，但許多模擬和混合信號應用仍然停留在6英寸晶圓上，采用 0.6 微米等成熟節(jié)點（見表 1）。

雖然12英寸晶圓已成為先進節(jié)點的標準已超過二十年，但在6英寸晶圓上維持CMOS工藝的生產卻變得越來越具有挑戰(zhàn)性。隨著6英寸晶圓產量的下降，直接和間接材料的供應變得更加困難和昂貴。同時，設備維護也變得更加復雜，成本也更高。由于這些相關成本無法再轉嫁給客戶，許多代工廠被迫停止6英寸晶圓的生產。

根據(jù) JEDEC 標準 J-STD-048（產品停產通知標準），客戶自產品停產公告發(fā)布之日起有六個月的時間提交最終訂單，十二個月的時間完成最終交付。如此緊迫的時間安排給企業(yè)帶來了巨大的壓力，迫使他們快速評估客戶需求，確保最后一次采購，并開始規(guī)劃替換方案。在許多情況下，唯一可行的解決方案是將受影響的集成電路遷移到新的工藝節(jié)點——這項工作需要兼顧技術和業(yè)務，尤其是在開發(fā)定制 ASIC 時。

這些商業(yè)考量始于對經濟可行性的評估。ASIC 應提供獨特的解決方案，以優(yōu)化系統(tǒng)成本、性能和 PCB 面積，同時通過更高的集成度實現(xiàn)增值。技術評估需要確定合適的節(jié)點，評估可用的功能集，并分析原型設計和晶圓成本。最后，必須根據(jù)代工廠合作伙伴的相關業(yè)績記錄、交付承諾、制造地點以及在適用情況下，其合格的設計、測試和供應鏈管理服務提供商網(wǎng)絡來選擇合作伙伴。

8英寸晶圓上的350nm CMOS：合理的遷移路徑

許多制造商并沒有直接在12英寸晶圓上采用130納米以下工藝，而是轉向在8英寸晶圓上采用350納米或180納米節(jié)點。這些工藝在效率、設計簡潔性和長期可行性之間取得了平衡。由于設計流程更簡單、掩模版成本更低，開發(fā)成本顯著低于先進節(jié)點。此外，350納米節(jié)點的成熟度使其能夠縮短產品上市時間，降低驗證成本，并由經過驗證的IP和穩(wěn)定的PDK提供支持，從而持續(xù)保持較高的一次成功率。350納米的模擬和高壓性能通常更佳，并且器件選擇范圍比更先進的節(jié)點更廣泛。

根據(jù) SEMI World Fab 預測，2023 年第三季度每月8英寸晶圓投產數(shù)量。

350nm 和 180nm 結構寬度的工藝節(jié)點均在8英寸晶圓上制造。剛剛經歷 6英寸工藝停產的客戶可能會擔心長期供貨問題，并傾向于采用12英寸晶圓上的工藝。盡管存在這些長期供應方面的擔憂，但將12英寸工藝用于小批量生產并非經濟可行的選擇。這是因為開發(fā)時間和成本以及掩模成本比現(xiàn)有的8英寸工藝高出許多倍。由于從一個晶圓直徑遷移到另一個晶圓直徑時，每片晶圓上的芯片數(shù)量幾乎翻倍，因此，如果客戶直接從6英寸切換到12英寸，很快就會低于代工廠的最低訂購量。

如果在決定采用 350nm 還是 180nm CMOS 技術時考慮工藝的長期可用性，則值得關注近期晶圓交付情況。2023 年第三季度，大于 90nm 的技術節(jié)點占月度晶圓產量的 38% 以上。這意味著8英寸晶圓的全球供應鏈依然強勁，確保了材料和設備的持續(xù)供應。

350 nm 節(jié)點具有較長的生命周期和經過驗證的穩(wěn)定性，非常適合模擬、MEMS 和基于傳感器的系統(tǒng)，支持集成足以滿足入門級微控制器需求的數(shù)字功能，例如 ARM Cortex-M0、i8051 或 RISC-V 內核，以及嵌入式內存功能。

X-Fab 擁有一個名為 X-Chain 的生態(tài)系統(tǒng)，使客戶能夠專注于其特定的核心競爭力。X-Fab 經過硅驗證的平臺穩(wěn)定性確保了極高的“一次成功”率，而快速且經濟高效的原型設計選項則支持快速提升產量。

歐洲生產布局增強了供應安全性，并降低了地緣政治風險。雙重采購以及對350納米及以上CMOS工藝的15年以上長期供應承諾，確保了客戶長期的可靠性和穩(wěn)定性。

350 nm 是模擬為主 ASIC 的最佳技術節(jié)點。它支持高達 100 V 的高壓晶體管和低噪聲模擬器件，并提供 MEMS 和傳感器接口的集成選項。該平臺還包含汽車級非易失性存儲器和強大的 I/O 庫，尤其適用于混合信號、傳感器融合、電源管理 IC 和電機控制應用。

6英寸CMOS的淘汰不僅僅是產品變革，更是行業(yè)結構性風險。依賴成熟節(jié)點ASIC的公司必須立即采取行動，確保供應，避免重新設計瓶頸，并保持系統(tǒng)級差異化。X-Fab基于8英寸晶圓的350納米解決方案提供了一種穩(wěn)健、經濟高效且壽命長的替代方案，其歐洲供應基地和生態(tài)系統(tǒng)旨在實現(xiàn)穩(wěn)定和創(chuàng)新。

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