L'entrata in servizio dei Wafer da 450mm, inizialmente destinati a sostituire quelli da 300mm entro il 2018, slitterà di almeno un lustro, secondo quanto riportano diverse fonti (tra cui Scotten Jones di SemiWiki).
Se nella teoria i Wafer da 450mm avrebbero garantito un aumento del 220% dei chip prodotti per wafer rispetto a quelli da 300mm, con conseguente notevole miglioramento delle economie di scala, nella pratica tale proposito si è andato a scontrare con oggettive problematiche tecnologiche.
Già quando si passò dai Wafer da 200mm ai Wafer da 300mm ci si accorse che i nuovi arrivati non fossero alla fine tutto questo ben di dio, e non è un caso che più delle metà delle FAB oggi operative utilizzino ancora quelli da 200mm. Se dal passaggio dai 200mm ai 300mm si ebbe un aumento di oltre il 100% di chip prodotti per wafer, ugualmente si ebbe un aumento di circa il 35% dei chip difettosi. Inoltre, si dovettero aggiornare i macchinari, ristrutturare le FAB e rivedere i software di design per utilizzare i Wafer da 300mm. Dei costi non indifferenti.
Al tempo, comunque, furono delle spese del tutto abbordabili, rispetto a quelle cui siamo abituati oggi. Nel 2000 realizzare una FAB ex-novo allo stato dell'arte costava circa 1 mld di dollari. Oggi, per fare lo stesso, servono più di 10 mld di dollari! Sempre utilizzando i Wafer da 300mm.
Ian Dedic di Fujitsu spiega bene la situazione: “Saying that 450mm reduces die cost by 30% is being economical with the truth – the missing phrase is “all other things being equal”,which they aren’t… Once the very high cost of developing and installing 450mm is paid off the cost may indeed be 30% lower – but who is going to pay back the multi-billion dollar cost of development and over what timescale? The semiconductor equipment supply industry took many years to recoup the development cost of switching to 300mm wafers, and there’s still a lot of 200mm kit out there”.
Come ben sappiamo ASML è molto indietro nella produzione di macchinari EUV per la lavorazione di processi produttivi da 14nm o migliori, macchinari che sono assolutamente necessari per mantenere un buona resa produttiva. Solo quando ASML (e Nikon, la rivale) avranno risolto i propri problemi, ci si sposterà verso i Wafer da 450mm. Inutile cambiare i macchinari, e sostenere costose spese di aggiornamento delle FAB per utilizzare i Wafer da 450mm con gli attuali nodi a 28nm, già rodati e allo stato dell'arte, o con i nodi a 20nm, ormai pronti per la produzione in massa.
D'altra parte, recuperare gli investimenti nel mondo delle fonderie è ben difficoltoso. Non è un caso che Intel abbia abbandonato il completamento della FAB42 e l'aggiornamento della FAB irlandese, o che TSMC produca ancora con PP antidiluviani (180nm e 250nm) per coprire le spese degli impianti più recenti: “the semi equipment industry was badly bitten by 300mm, they invested a lot into development on the promise of big orders which didn’t happen, and it took years for them to even break even on these costs. I doubt that they’ll fall for the same promises again”, spiega sempre Dedic di Fujitsu.
Se il processo produttivo a 28nm ci accompagnerà fino al 2016 inoltrato, quale principale nodo per le fonderie Pure-Play, i processi produttivi a 14nm e 16nm potrebbero essere i protagonisti fino al 2020 ed oltre. Ci dovremo preparare ad una lunga stasi delle fonderie?