強芯背景下 全球8英寸晶圓市場的機遇與挑戰(zhàn)
第一座200 mm晶圓廠于1990年出現(xiàn),200 mm晶圓尺寸逐漸成為多年的行業(yè)標準。隨著時間的推移,芯片制造商在2000年代開始向更先進的300 mm晶圓廠遷移,市場對200 mm晶圓的需求增長開始萎縮。到2007年,200 mm晶圓需求達到頂峰,市場開始下降。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201805/380470.htm晶圓尺寸的相對差異
盡管如此,2015年末,產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了對200 mm晶圓廠芯片的意外需求。這使得IC供應鏈不堪重負,導致2016年和2017年200 mm晶圓廠的產(chǎn)能短缺。進入2018年,200 mm晶圓產(chǎn)能仍然緊張,且似乎無法預計何時能夠緩解。
盡管如此,對200 mm晶圓的需求已經(jīng)令產(chǎn)業(yè)措手不及,并迫使芯片制造商和晶圓廠設備供應商更加認真地對待該技術。例如,代工廠提高了具有新工藝或改進工藝的200 mm產(chǎn)能。然后,多家晶圓廠設備供應商開始打造新的 200 mm晶圓制造設備。
SEMI分析師Christian Gregor Dieseldorff表示,總體而言,量產(chǎn)200 mm晶圓廠的數(shù)量預計將從2016年的188家增加到2021年的202家,該數(shù)字包括IDM和代工廠。
200 mm晶圓廠數(shù)量的增長
大部分正在建設的新200 mm晶圓廠都在中國?!澳壳埃覀冋陉P注中國建造中的四座200 mm晶圓廠。這四座晶圓產(chǎn)將用于功率器件和MEMS代工,”Dieseldorff表示,“此外,中國還宣布將建設兩座(MEMS和功率IC)新的200 mm晶圓廠。我們預計這兩座晶圓廠將在今年末開工建設,并將在明年年底左右建設完成。”
通常一家典型的200 mm晶圓廠每月生產(chǎn)大約40000片晶圓。這些工廠會在6 um到65 nm的各個工藝節(jié)點上生產(chǎn)晶圓?!?80 nm/130 nm/110 nm工藝節(jié)點的產(chǎn)品很多,這主要取決于應用的需要,”UMC的Ng表示,“RF器件,尤其是RF SOI正在推動產(chǎn)能的大幅增長。當然,功率器件也包括在內(nèi),以及像BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)這樣的產(chǎn)品?!?/p>
在200 mm晶圓尺寸,相關應用正在爆炸式增長。“我們看到應用領域正在不斷擴大,” Applied Materials(應用材料公司)200 mm設備產(chǎn)品部戰(zhàn)略和技術營銷總監(jiān)Mike Rosa說,“包括電動汽車和ADAS(先進駕駛輔助系統(tǒng)),以及智能手機中不斷增加的新功能?!?/p>
據(jù)Rosa稱,“在這些器件的需求中,200 mm晶圓代工廠利用率約為85%~95%之間,如今有一些報告稱能達到100%。”
根據(jù)Semico Research制造總經(jīng)理Joanne Itow的數(shù)據(jù),2017年200 mm晶圓需求增長了9.2%。而據(jù)Itow稱:“模擬、分立器件、MCU(微控制器)、光電子器件和傳感器,都推動了200 mm晶圓產(chǎn)能需求的增長?!?/p>
2018年,市場在某種程度上正在降溫。她表示:“2018年200 mm晶圓的需求增長將回落到4.2%的歷史正常水平?!?/p>
2018年按產(chǎn)品類別劃分的200 mm晶圓需求
市場進入降溫期的一個原因是晶圓廠產(chǎn)能緊張,制造商無法擴張。另外,即使器件制造商想要擴展,還需要面對設備短缺的問題。
盡管如此,200 mm晶圓廠的產(chǎn)能緊張,預計仍將持續(xù)一段時間,特別是代工廠。Global Foundries射頻業(yè)務部高級副總裁Bami Bastani表示:“業(yè)內(nèi)200 mm晶圓產(chǎn)能已被超額定出。很多器件其實并不需要非常先進的工藝節(jié)點?!?/p>
例如,高端智能手機中采用了最先進的芯片,但那只占其眾多器件中的一小部分?!捌溆嗥骷≒MIC(電源管理IC)、模擬器件和BCD類技術,”Bastani說,“大部分這些產(chǎn)品并不需要更小的工藝尺寸。直到它們走到產(chǎn)品生命周期的盡頭之前,客戶都不會輕易放棄它們?!?/p>
一般來說,客戶很樂意在成本更低的200 mm晶圓代工廠制造這些器件。但200 mm晶圓產(chǎn)能并不充足,而且利潤低于300 mm晶圓。
這給代工廠帶來了一些挑戰(zhàn)。首先,供應商必須持續(xù)的投入并升級各種200 mm工藝。其中一個例子就是汽車行業(yè),即使是200 mm晶圓,客戶仍需要升級的工藝。“行業(yè)需要不斷投資新的技術??雌饋砦覀儫o法足夠快地開發(fā)這些技術,” Applied Materials的Mike Rosa說。
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