原创 从9个9到6个9，半导体业者的新大陆

 Intel成立了生产太阳能电池新公司SpectraWatt并在美国俄勒冈州建了工厂，IBM在研发新电池技术“Li Air”，台积电宣布进入太阳能电池市场，三星电子兴建了太阳能电池生产线……，半导体巨头们跨入太阳能光伏市场的步伐还在加快，而半导体人转向太阳能光伏领域更是比比皆是。我们知道，太阳能级硅（SG）Si含量一般在99.9999%，而电子级硅（EG）的Si 含量一般要达到99.9999999%。太阳能光伏与半导体的关联性，正是人们所谓的6个9与9个9之别。


        在半导体领域，最具代表性的是光刻技术。原本被看好的远紫外（EUV）光刻技术在迟迟难获实质进展之时，193 Immersion Lithography （沉浸式光刻）技术似乎又成了人们向新世代工艺节点迈进的选项之一。TSMC纳米制像技术发展处资深总监林本坚6月25日在TSMC 2009 Technology Symposium上演讲时表示，193 Immersion Lithography“两次曝光（double exposure）”和“两次（double patterning）”的技术原理仍有潜力可挖，关键在于掩膜、功率源和成本的控制。


        目前，193 Immersion Lithography两次曝光技术相对其它光刻技术在实现程度上较容易，约2nm的套刻精度（overlay accuracy）并非高不可攀，主要面临着成本高、速度慢的难题，关键是要找到一种非线性光刻胶——其化学特性能够吸收来自邻近曝光的弱光，又不会形成图案。就此而言，到10nm节点时193 Immersion Lithography或许才会技穷。林本坚表示，低成本的下一代光刻技术（NGL）、GigaFab以及450mm晶圆将是面向新世代技术节点可行的解决之道。


        NGL是什么尚无定论，GigaFab以及450mm晶圆谁还能玩得起？正如冷战时期的军备竞赛拖垮了前苏联一样，如果半导体业者一味地遵循摩尔定律拼进入新世代技术节点速度，那么真正能有笑脸的只会是一两家顶尖公司，绝大多数参与者都会遭遇前苏联类似的命运，同时，不客气地说，这也是对晶体管技术的浪费。当然，摩尔定律效应的减弱并非意味着传统半导体核心业务碰到了天花板，而是说在消费电子时代，市场对新世代技术的消化能力及需求迫切性与PC时代已大不同。


        台湾联电（UMC）前董事长兼执行长胡国强曾说，“先进技术不一定就代表先进产品”，胡国强以任天堂的Wii游戏机为例，其操控手柄的动作感应芯片采用的只是0.25微米工艺，从技术角度来讲甚至是落后于时代的产品，但Wii改变了传统的游戏方式和拓展了游戏人群，也就是开发了新的市场，这才是IC公司应该学习和注重的地方。


        其实，台积电在向新技术节点挺进的同时，也在通过其创新的OIP（开放的创新平台）理念深耕成熟的CMOS工艺，向“ABCD先生（Automotive/Analog、BCD、CMOS Sensor、Display Driver、MEMS/MCU、RF）”招手。英飞凌负责运营的董事会成员Reinhard Ploss指出，与其他半导体供应商一样英飞凌也在实施制造业务的Fab-lite策略，但外包业务并不包括后道封装。Reinhard说，在成熟的前道CMOS技术领域，制造技术并不是决定性的因素，更多的有竞争性因素来自于芯片的设计。可见，在新世代工艺节点上玩家会越来越少。


        为了应对世界性能源、环境危机，各国政府高度重视可再生清洁新能源发展，并把太阳能发电作为首选发展方向。而为加快我国多晶硅具有自主知识产权的产业化技术研究，科技部设立了“十一五”科技支撑计划，重点开展改良西门子法生产过程中还原炉系统、氢化系统、尾气干法回收系统以及全过程自动化控制技术等关键技术和装备的研究；工信部也以电子信息产业发展基金方式支持“太阳能电池用多晶硅材料研发及产业化项目”；国家发改委组织实施了“高纯硅材料高技术产业化重大专项”示范工程；在应用端，国家财政部、住房和城乡建设部发布了《关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见》。


        受上网电价硬指标制约，目前太阳能光伏产业参与者大都以降低成本为首要追求，而对太阳能发电成本影响的关键环节：晶硅材料、光电转换率无不与半导体技术密切相关，这正是传统半导体公司大显伸手的好去处。事实已证明，众多在半导体市场难有建树的本土设备公司，在太阳能光伏领域却取得了不错收成，而MCU/DSP供应商NS、ST、TI、Infineon、Vishay、Freescale、Microchip、ADI等电源业务均已涉足光伏市场，与光伏部件诸如逆变器、蓄电池制造商合作，从系统层面让太阳能光伏上网电价早日实现。