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300mm二手设备生产线:买还是不买?

    老旧生产线的管理对于中国半导体业有十分重要的意义,因为生产线中设备的平均使用寿命在15年左右,不能一劳永逸长远使用下去,所以总是会面临备件与服务以及设备的更新换代问题。在半导体业中实际上尚需要200mm生产线甚至小于200mm生产线用来生产模拟、混合信号及功率器件。据SemicoResearch的近期报告显示,全球硅片消耗有39%采用200mm生产线,9%是小于200mm生产线。从技术节点看,有近50%采用130nm及以上技术。

    作为老旧生产线的经理,必须有能力来平衡工艺技术、产品出货时间及制造成本。目前绝大部分的设备制造商关注更多的是生产300mm设备,甚至在研发450mm设备,已经很少关注200mm及以下设备,然而实际上全球那么多老旧生产线仍需要包括技术、备件与服务方面的支持。

    二手300mm设备市场增长带来挑战

    对于老旧生产线管理者来说,一个关键问题是如何升级生产线工艺及适时地扩充产能。

    全球二手设备市场逐年增长,2013年可达30亿美元规模。据笔者的判断,可能不包括光刻机在内。因为仅ASML一家,它的季度销售额中有约25%来自翻新设备,2012年销售额达47亿欧元,单项二手光刻机设备的年销售额就达12.5亿欧元。

    如果依2004年为300mm硅片的导入时间点,至今已有10年历史,全球硅片产能中300mm占比已达61%。从二手设备市场来看,由于二手设备的转移时间大多在设备使用15年左右,因此近期全球300mm生产线的二手设备销售已经开始,但是尚不会太多。可以肯定全球硅片产能中有近40%用在存储器制造中,所以相对存储器生产线中设备的转移会更加活跃。

    另外,由于二手设备市场的供应商开始专业化,并提供全面服务包括售后服务,因此许多国际大厂如TI、格罗方德、意法半导体、美信等IDM及代工厂都在使用二手设备,意味着采购二手设备是一种市场需求,并不表示技能的差异性。

    对于老旧生产线的管理者来说,面临的一个关键问题是如何升级生产线工艺及适时地扩充产能。因此在购买新设备或是采用翻新的、有质量保证的二手设备之间需要作出最佳的选择。二手设备的价格通常相比新的设备价格会低20%~30%,它与设备的使用年数、目前状况、可用度等相关。但是在有些情况下,那些顶级OEM设备制造商已经停止供应200mm设备,包括服务。从生产线上的工程师角度来讲,不管是新的设备或是二手设备,他们关心的是是否能生产出合格产品,在高成品率下有利润,可实现高性价比。同样,对于供货时间、安装与验收等要求是尽可能保证迅速到位。

    因此对于二手设备供应商来说,必须十分清楚库存内设备的现状,包括数据、设备的基线。它们可能在全球各地的仓库中存放一定种类的设备,可以方便地提供给客户。同样二手设备供应商必须提供相应的专家,能够解释每类设备在各个型号之间的差异性,来帮助客户做出正确的选择。举个例子,200mm设备的原始指标是可用于180nm生产线,但是实际上可以轻松地扩展到130nm生产线。

    备件选择需专业咨询服务

    备件的供应需要有各类专业人员,清楚各类设备的改型以及备件的更新情况,此类专业的咨询服务十分重要。

    在SemicoResearch有关老旧生产线的报告中指出,对于芯片制造商、OEM以及二手设备供应商来说,它们最头痛的问题是如何找到可更换的备件,提供合理的价格以及详实的设备文件,包括部件明细及设备的电路与布线资料等,以及如何准确告知客户那类部件已经改型或者停止供货。

    此外,OEM会采用二级分销商的备件,导致备件的库存失去控制。为此,有一个工业组织fabowner协会开展了一项网络服务,把短缺的备件序号放到网上,以便各方协调来解决。近年来二手设备交易增长,如TI购买奇梦达的300mm设备,并进行转换改造,由生产存储器变成生产模拟RF的生产线。

    总之,备件的供应需要有各类专业人员,它们清楚各类设备的改型以及备件的更新情况,甚至不同供应商之间可能的更迭情况,所以此类专业的咨询服务十分重要。

    需混合模式迎接后摩尔定律

    在60nm产品中许多工艺可以采用二手设备如CMP、CVD、干湿法腐蚀等。

    ”混合模式”是指在一条生产线中如果有180台二手设备,占总设备台数的67%,可以延伸到60nm技术,那其中有10台左右的设备要更新,以及要采用82台新的设备(30%),来满足更细小尺寸与最新技术的需要。

    某些金属层和NWell和PWell离子注入机可以用二手设备,而要求精细图形的其它层则要求新的设备,有些工艺则可混合使用新旧及翻新设备。在60nm产品中许多工艺可以采用二手设备如CMP、CVD、干湿法腐蚀以及3DIC的互连和封装线等。

    在半导体业中老旧生产线的管理需要拥有非常专业知识的人才,尽管二手设备的价格可能低于新设备30%左右,可节省很大的支出,但同时也蕴含极大的风险。国内已有这样的先例,由于一味追求节省投资,采用了多个厂商供应的二手设备,结果在设备发生故障时,由于缺乏人力与备件等有效的支持,导致整条生产线丧失基线,不能正常运转。要重新实现正常生产需花费更多资金,反而得不偿失。

    权衡选购二手设备

    认识二手设备需要有个过程,实际上这是一种权衡。如果一切从投资与回报来考量,二手设备市场在中国还是大有作为的。

    目前市场上有两类二手设备供应商:一类是原厂翻新设备,产品质量有保证,并可得到支持与服务,但是价格高;另一类是非原厂翻新,其中鱼目混杂,有能力强的也有一般的供应商,导致二手设备价格差异很大。所以购买二手设备目的要非常明确,有三种情况可以考虑:一是做产品研发用;二是产品虽有特殊工艺要求,然而市场前景不明;三是产品的需求数量不够大,产能扩充有限。但是,也要明白这虽能节省部分费用,但必然要付出相应的代价。如果产品前景好,需求量大,一定建议要购买新的设备,这样既经济又有保障。

    在考虑购买二手设备时,有如下几点经验供参考:一是如果是批量采购,二手设备厂商应尽可能集中,这有利于进行价格谈判及争取更好的服务与支持。二是二手设备的故障率相对于新的设备肯定要高,厂商最好配备一定的维修人员。由于通常服务费用很高,除在保修期内以及特殊情况下,应尽量少用原厂提供的服务。同时在实际运作中,每年二手设备的维修费用要提前做出计划。三是选择新设备还是二手设备的界线要界定好。视实际情况而定,这与自身经验与能力有关,二手设备的价格太低并非一定是好事。

    二手设备市场在中国曾经有一阶段“非常风光”,但如今产业开始成熟,包括引进整条二手设备生产线的项目已不多见。认识二手设备需要有个过程,实际上这是一种权衡。如果一切由投资与回报来考量,二手设备市场在中国还是大有作为的。

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