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关于200mm晶圆厂的窘境的剖析和应对办法

来源:安博电竞注册中国官网    发布时间:2023-06-01 02:48:50

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  的需求不断添加,将会继续导致200mm晶圆厂产能和设备严峻短少,而且没有任何平缓的痕迹。

  现在,200mm晶圆厂产能严重,估计2018年下半年的状况相似,并或许继续到2019年。现实上,2018年或许是接连第三年200mm晶圆厂产能严重的状况。 200mm设备也是如此。

  尽管需求状况好像是该职业的一个亮点,但这种状况令许多客户在几方面感到焦虑。200mm的商场并不触及300mm晶圆厂出产的前沿芯片,而是在老练的节点上运用200mm晶圆厂制作许多器材。这些产品包含消费类器材、通讯IC和传感器。

  • IDM和无晶圆厂规划公司期望能够满意200mm晶圆厂出产芯片的需求。可是,供货商是否能够满意全部需求尚不清楚,因为全球200mm晶圆厂产能在现在和未来都将坚持严重。

  • 即使具有200mm的产能,职业依然陷于窘境,因为无法在商场上找到满意的200mm晶圆厂设备。

  • 其次,一些芯片制作商无法取得满意的200mm产能或设备,所以开端从长计议他们制作新200mm工厂的方案。相反,他们或许会制作300mm工厂。

  对各方来说,这是一种杂乱、焦虑的局势。联电事务办理副总裁Walter Ng标明:“咱们看到,200mm依然求过于供。要找到任何额定的产能是十分具有应战性的。这曾经是一个周期性的作业。现在,因为200mm被充沛分配,它现已成为新的规范。咱们和业界其他人士以为,这是行进的方向。这不是特殊状况,而是全职业的状况。”

  令人惊奇的是,至少到2030年左右,200mm晶圆厂估计依然可行。和曾经相同,咱们面对的应战是收买200mm设备,而这些设备依然求过于供。

  现实上,200mm的设备需求一段时刻以来一向坚持微弱,尽管一些人以为在2018年下半年会略有中止,因为芯片制作商现已对他们的200mm晶圆厂方案进行了权衡。地缘政治问题也是一个要素。Semico Research制作总司理Joanne Itow标明:“200mm的产能依然很严重。风趣的是,对200mm二手设备的需求现已减少了一些。”

  IC商场分为几个部分。在职业前沿,芯片制作商正在以16nm/ 14nm和300mm晶圆厂出产芯片。在300mm晶圆厂,芯片制作商也在16nm/14nm以上的细分商场出产芯片。

  300mm的两个细分商场都在扩展。Semico Research剖析师Adrienne Downey标明:“除了代工厂添加的逻辑芯片产能之外,韩国和我国还添加了许多300mm产能用于存储器出产。”

  但并非全部芯片都需求高档节点。模仿、MEMS、射频等都是在200mm和更小的晶圆上出产的。可是,关于许多这类器材来说,200mm是最佳挑选。

  第一座200mm晶圆厂呈现于1990年,晶圆尺度成为多年的规范。跟着时刻的推移,当芯片制作商在21世纪初开端搬迁到更先进的300mm晶圆厂时,200mm应该会缩小。到2007年,200mm到达高峰,商场开端下滑。

  可是,2015年末,职业看到了对200mm晶圆厂芯片的意外需求。这使IC供应链不堪重负,2016年和2017年造成了200mm 晶圆厂产能的短少。进入2018年,200mm产能依然严重,看不到平缓的痕迹。

  尽管如此,对200mm的需求现已让业界大吃一惊,并迫使芯片制作商和晶圆厂东西供货商愈加注重该技能。例如,代工厂选用新的改善工艺添加了200mm的产能。然后,几家晶圆厂东西供货商开端构建新的200mm设备。

  大部分新的200mm晶圆厂都是我国制作的。Dieseldorff标明:“咱们现在正在重视在我国制作的四座200mm晶圆厂。用于代工、功率芯片和MEMS。还有两座现已发布(用于MEMS和功率芯片)。咱们估计这些晶圆厂的制作将在本年年末以及下一年年末前开端。”

  一座典型的200mm晶圆厂每月发生大约40,000个晶圆。这些工厂在各种节点上出产晶圆,规划从6um到65nm不等。联电的Ng标明:“180nm / 130nm / 110nm有许多动作,这取决于特定的运用。RF,特别是RF SOI,正在推进许多的产能添加。功率芯片也包含在内。还有像BCD这样的东西。”

  在200mm,运用正在激增。Applied Materials公司200mm设备产品部战略和技能营销总监MikeRosa标明:“咱们看到了扩展的运用空间,例如电动轿车和ADAS,还有不断添加新功用的智能手机。”

  据Rosa说,在对这些器材的需求中,200mm晶圆厂的利用率在90%上下,有些陈述为100%。

  据Semico公司的Itow称,2017年,200mm晶圆的需求添加了9.2%。Itow标明:“模仿器材、分立器材、微操控器、光电子和传感器都对200mm晶圆产能的需求添加起了推进效果。”

  2018年,商场在必定程度上降温。Itow标明:“2018年200mm晶圆需求将康复到4.2%添加的前史水准。”

  降温的原因之一是晶圆厂产能严重,制作商无法扩张。别的,即使器材制作商想要扩张,也存在设备短少的问题。

  尽管如此,200mm晶圆厂的产能严重估计会继续一段时刻,特别是在代工厂。GlobalFoundries射频事务部门高档副总裁Bami Bastani标明:“业界200mm以上的产品被过量订货。许多东西不需求高档节点。”

  例如,一款集成了前沿芯片,但这只占器材的一小部分。Bastani标明:“其他的是PMIC、模仿和BCD等技能。你并不想在这些产品中运用更小的几许尺度。顾客并不想搬迁,直到它们被筛选。”

  一般来说,客户乐于在廉价的200mm晶圆厂出产这些器材。但晶圆厂没有满意的200mm产能,而且赢利低于300mm。

  这给代工厂带来了几个应战。首要,供货商有必要继续出资和晋级200mm的各种工艺。比如在轿车范畴,客户想要更新的工艺,即使它是在200mm制作的。Applied Materials公司的Rosa标明:“职业需求继续出资新技能,但好像咱们不能满意快地开发这些技能。”

  除了出资于新的200mm工艺,代工厂还有必要找到添加200mm产能的办法。以下是一些选项:

  走收买道路是一个主意。多年来,代工厂现已收买了一些公司,以取得技能和产能。但这是一个贵重的挑选。联电的Ng标明:“任何一个具有8英寸晶圆厂而且正在考虑出售的人都对它有很高的溢价。”

  另一个挑选是新建200mm的晶圆厂。应战在于配备设备,并取得长时刻报答。Ng 标明:“假如你方案出资添加产能,问题在于它是否有商业含义。有许多运用推进200mm的产能添加。本钱是它的重要组成部分。你能够支撑产能添加。但假如它不契合本钱效益,那么它就不契合要求。”

  许多代工厂不再走这些道路mm。这对一些产品来说是有含义的,但并非全部产品都是如此。Ng 标明:“咱们正在尽力为200mm的客户找到处理方案。咱们信任其间一部分处理方案将会把这些客户搬迁到有含义的300mm渠道上。”

  关于某些芯片而言,将它们搬迁到300mm毫无含义。“200mm的许多运用对本钱十分灵敏。所以,这关于做任何作业都是一个应战。举例来说,一些功率分立元件永久不会搬迁。”

  然后,在200mm的全部问题中,有些人甚至从头考虑他们的200mm晶圆厂方案。他们甚至正在考虑制作300mm的工厂,这也是一个贵重的挑选。Applied Materials公司的Rosa标明:“假如你重视300mm,你的设备本钱会添加,在你开端考虑你或许需求的技能的可用性和预备性之前就会发现。”

  一起,代工厂客户也面对一些应战。除了从供货商那里取得满意的产能外,客户还有必要评价代工工艺。每个代工厂都不同,都会供给各种功用。

  别的,竞赛中也有一些新玩家。上一年,SkyWater收买了坐落明尼苏达州布卢明顿的的200mm晶圆厂。此前,赛普拉斯在布卢明顿的晶圆厂供给代工服务。

  跟着这座晶圆厂的收买,SkyWater将供给代工服务。它将自己定位为专业代工厂,具有CMOS工艺以及生物技能、硅光子学、量子核算和超导技能。

  SkyWater具有一座200mm工厂,具有0.35um,90nm等工艺。SkyWater总裁Thomas Sonderman标明:“假如你看一些代工厂,它们的产值很高,但它们不喜欢定制。定制才干是你花许多钱才干买到的。鉴于你的规划,他们或许不会感兴趣。”

  Sonderman 标明:“咱们有才干在高产能环境中进行开发。赛普拉斯具有它时,晶圆厂把握的其间一项功用便是能够做许多的低产值的产品,而且仍具有国际一流的产值。以咱们的形式,咱们能够以极具竞赛力的价格为客户供给适宜的产品品种。但咱们在某种程度上供给了ASIC才干和专业技能才干。”

  一起,IDM和代工厂期望扩展200mm的产能。那么你能够在哪里购买200mm的设备?

  芯片制作商能够从晶圆厂设备制作商、二手设备公司、经纪商或经过eBay等在线网站购买二手设备。一些芯片制作商也在公开商场出售二手设备。

  据二手设备供货商SurplusGlobal称,在2018年头,该职业需求大约2,000种新的或创新的200mm东西来满意工厂的需求。可是,到2018年头,商场上只要500种可用的200mm东西。

  SurplusGlobal的美洲和欧洲履行副总裁Emerald Greig标明:“咱们依然以为这是现实。咱们继续看到200mm的需求没有得到满意。尽管咱们看到美国和欧洲的需求也在添加,但IDM和我国确真实推进这一趋势。”

  这一周期的不同之处在于,在2018年下半年,200mm设备的需求远景并不明亮。Greig标明:“因为地缘政治要素,咱们估计下半年将略有放缓,咱们会看到商场暂停,因为要从头评价装置200mm或300mm设备。”

  其他人则更为达观。Rosa标明:“商场十分微弱。在200mm,咱们将至少度过咱们最强的一年。”

  不管短期远景怎么,200mm估计将在一段时刻内坚持可行,所以晶圆厂司理有必要收买设备和备件以满意需求。从供货商购买200mm东西归结为几个要素——质量、诺言和服务。即使如此,不管是从OEM,二手设备供货商仍是其他地方购买设备都面对应战。

  Rosa标明:“二手商场上的中心能够在任何一个国家。谱线的一端能够是新设备。另一端能够是原始设备,中心是全部。然后,咱们看到200mm渠道的可用性正在干涸。这会怎么?这添加了交货时刻,迫使二手设备的价格上涨。”

  并非全部200mm设备供货商都是相同的。一些供给新的东西,而另一些则创新现有的东西。甚至有一些公司出售的体系是不合格的,或许底子就不作业。

  Rosa标明:“东西需求有两种。有朴实的产能添加东西。假如仅仅单一的产能添加,就会很简单。假如是一项需求新技能的产能添加,那么它就在二手商场上无法找到。”

  与此一起,Applied Materials公司也在制作新的200mm设备,并在各个细分商场进行创新。一般状况下,这是一项按订单出产的事务,交给周期从12周到16周不等。

  在某些状况下,Applied Materials公司将从头开端构建新的200mm东西。Rosa标明:“这添加了交货时刻和价格。当Applied Materials公司只做200mm的时分,咱们会看到东西ASP挨近成型。”

  其他人也看到了商场的开展。Lam Research副总裁兼Reliant产品部总司理Evan Patton标明:“在可预见的未来,咱们将看到200mm事务继续添加。咱们的规划方针是2030年,有一些痕迹标明,日期还会进一步推延。这便是为什么咱们继续大力出资于支撑技能、进步出产率和筛选处理方案的原因。”

  尽管Lam正在跟上订单的速度,但200mm东西的需求依然旺盛。Patton标明:“尽管二手商场上或许短少二手东西,但Lam的产品组合中并不短少200mm设备。”

  Lam正在开发新的和创新的200mm东西,如蚀刻、堆积和清洗。Patton标明:“咱们正在出资开发新的东西,以支撑轿车、物联网和射频商场的先进设备。”

  至于200mm设备的昌盛将继续多久仍是个问题。就现在而言,本年和下一年的事务看起来不错。TEL高档副总裁兼副总司理Kevin Chasey标明:“咱们以为2019年关于设备供货商和IDM来说是又一个微弱的一年。因为IDM企图将新东西挤入他们的出产车间,晶圆厂空间变得严重起来。”

  Chasey 标明:“TEL经过处理东西功率和可用性来满意这一需求。为了进步功率,TEL正在发布OEE(全体设备功率)硬件和软件晋级,旨在改善传统装置根底。此外,TEL正在从头发布更新的东西渠道,以保证咱们的客户在未来10年甚至更长时刻内具有现代化的、彻底支撑的东西集。”

  TEL供给一系列200mm体系,如堆积,蚀刻和清洗等。许多渠道都能够运转100mm / 200mm晶圆衬底。

  尽管200mm的设备需求看起来很正常,但供货商们正亲近重视或许影响订单率的状况。KLA-Tencor公司商场营销,老练服务,体系和改善的高档营销总监Ian OLeary标明:“因为200mm晶圆估计将继续添加到2021年,咱们估计未来几年将继续需求200mm的产能。”

  O Leary标明:“终究,在200mm细分商场中,一些需求驱动要素现在与更大的规划规矩设备相关联,或许会转向300mm晶圆和前沿节点。一个比如是对各种轿车芯片的需求迅速添加,跨过了低端到高端的运用。关于轿车芯片而言,从本钱剖析的视点来看,从200mm向300mm的搬迁一向很缓慢,但咱们继续亲近重视这些趋势,以便咱们的事务与商场需求坚持一致。”

  轿车设备制作商依然需求200mm,特别是在缺点检测范畴。 在轿车范畴,OEM厂商要求芯片零缺点。

  一般,设备制作商运用晶圆检测设备来检测缺点。O Leary标明:“在这个范畴,200mm晶圆厂也需求300mm晶圆厂所需的许多东西模型。”

  为了找到110nm工艺中的潜在缺点,工厂需求65nm的缺点检测才干。所以,KLA-Tencor需求树立具有300mm才干的200mm检测东西。

  很明显,200mm需求保存。许多芯片需求长时刻在200mm工厂中运用老练工艺。可是依然有待调查的是,职业是否能在供应链中取得一席之地。

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