200mm產(chǎn)能緣何出現(xiàn)危機(jī)？

　　在過去一年左右的時(shí)間里，由于某些芯片的需求激增，IC行業(yè)在200mm晶圓廠容量和200mm設(shè)備方面都嚴(yán)重短缺?，F(xiàn)在，200毫米的缺口比以前更糟。但是，由于這兩個(gè)因素，預(yù)計(jì)在2017年下半年，這種情況并不會(huì)改善。

　　在容量方面，芯片制造商通常運(yùn)營(yíng)他們的200mm晶圓廠，利用率達(dá)到或接近100%，且沒有放緩的跡象。“全球200毫米的產(chǎn)能得到充分利用”聯(lián)電( UMC)公司業(yè)務(wù)管理副總裁Walter Ng表示：“從去年初以來，這種情況一直是這樣，預(yù)計(jì)在可預(yù)見的未來仍然如此。今年下半年的前景仍然是200mm產(chǎn)能被充分利用?！?/p>

　　在一方面看，這是個(gè)好消息——芯片制造商希望保持晶圓廠充分利潤(rùn)。缺點(diǎn)是他們不能利用需求的飛漲帶動(dòng)晶圓廠利潤(rùn)的增長(zhǎng)。

　　芯片制造商一直在尋求擴(kuò)大其200mm晶圓廠的能力，在中國(guó)，有些制造商正著手建造新的200mm晶圓廠以滿足需求。但幾乎沒有任何新的或二手的200mm設(shè)備可用。而有工具可用的地方，價(jià)格又比較高。

　　200mm設(shè)備的缺口在2015年底開始出現(xiàn)，并貫穿了整個(gè)2016年，晶圓廠意識(shí)到對(duì)200mm容量的突然和令人驚訝的需求?！皬娜ツ甑那闆r來看，許多人的普遍思想是：2017年我們會(huì)看到一些松動(dòng)，并增加對(duì)200mm設(shè)備所需材料的供應(yīng)，” 應(yīng)用材料(Applied Materials)公司的全球服務(wù)部應(yīng)用總監(jiān)Cody Harlow如是說，“根本不是這樣的情況。事實(shí)上，現(xiàn)在核心工具供應(yīng)不足。核心工具的價(jià)格達(dá)到十年來的最高點(diǎn)?！?/p>

　　術(shù)語“核心”是指一件必須翻新的二手設(shè)備。一年前，庫(kù)存中有600到720個(gè)200mm的二手設(shè)備或核心。據(jù)世界上最大的二次設(shè)備供應(yīng)商之一的SurplusGlobal公司表示，目前設(shè)備制造商的核心需求量約為1000個(gè)。

　　根據(jù)SurplusGlobal的說法，目前還有不到1000個(gè)200mm的核心可用。但是，據(jù)該公司估計(jì)，目前芯片制造商的核心需求在3000到5000個(gè)之間，比去年增加了三到五倍，供需不平衡。

　　“我們從來沒有遇到過像這樣糟糕的情況，沒有足夠的設(shè)備，”SurplusGlobal美洲和歐洲執(zhí)行副總裁Emerald Greig說：“有些人已經(jīng)投資建造了200mm晶圓廠，但是它們已經(jīng)被擱置了。不是因?yàn)橘Y金不足而暫停，而是因?yàn)闆]有設(shè)備所以被擱置了?！?/p>

　　然而，200mm容量的緊縮并不是一個(gè)短期事件。Greig說：“我們認(rèn)為，至少在未來的兩三年內(nèi)，對(duì)200mm的需求仍將繼續(xù)?！?/p>

　　我們是怎么走到這一步的?

　　200mm容量和工具的缺乏主要是由于以下幾個(gè)原因：

　　 多年來，由于成本原因，許多芯片制造商關(guān)閉了200mm晶圓廠。有些人決定專注于更大的300mm市場(chǎng)。

　　 幾家設(shè)備公司多年來停產(chǎn)或被收購(gòu)。 許多廠商決定停止構(gòu)建某些類型的傳統(tǒng)工具。

　　 對(duì)200mm晶圓廠生產(chǎn)的芯片的需求的爆炸式增長(zhǎng)，特別是在汽車，通信和移動(dòng)市場(chǎng)。

　　令人驚訝的是，盡管200mm晶圓廠在幾十年前就已經(jīng)出現(xiàn)了，但在今天仍然是熱門商品。目前，中國(guó)正在建造業(yè)界最新的200mm晶圓廠。 此外，幾家代工廠和集成設(shè)備制造商(IDMs)正在提升新的200mm晶圓廠能力。

　　根據(jù)SEMI的統(tǒng)計(jì)，到2020年，全球預(yù)計(jì)將有189個(gè)200mm的晶圓廠，而2007年的高峰期則為199家。SEMI分析師Christian Dieseldorff說：“包括2016年，我們正在密切關(guān)注八個(gè)新的已經(jīng)開始建設(shè)的200mm晶圓廠項(xiàng)目。這八個(gè)項(xiàng)目中有六個(gè)在中國(guó)。它們混合了模擬、電力和鑄造產(chǎn)業(yè)?！?/p>

　　圖 1：200mm晶圓廠數(shù)量下降。

　　計(jì)算新晶圓廠的數(shù)量是一回事。 另外隨著時(shí)間的推移，預(yù)計(jì)200mm晶圓廠容量的多少，涉及到一個(gè)包含一系列變量和未知數(shù)的復(fù)雜公式?！澳阌行录夹g(shù)進(jìn)入200mm，同時(shí)也要遷移到300mm，還有平均銷售價(jià)格(ASP)的侵蝕，”應(yīng)用材料(Applied Materials)的應(yīng)用全球服務(wù)營(yíng)銷總監(jiān)Mike Rosa說，“所以，這是一個(gè)復(fù)雜的方程，可以在許多年后維持200mm的需求?！?/p>

　　獲取200mm的一種處理方法是查看wafer starts per month(wspm)、工藝、利用率和產(chǎn)品類型。

　　對(duì)于初學(xué)者來說，典型的200mm晶圓廠產(chǎn)量約40,000 wspm。通常，200mm晶圓廠可以在6微米至65納米的各種工藝中生產(chǎn)各種芯片。MCU、MEMS、MOSFET、電源管理IC和RF器件只是200mm晶圓廠中的幾種產(chǎn)品。

　　圖 2：200mm的wspm 正在增長(zhǎng)。

　　考慮到200mm芯片的需求，該行業(yè)預(yù)計(jì)在2020年前200mm晶圓廠產(chǎn)能將每年增加80,000至100,000 wspm。據(jù)Rosa稱：“在接下來的四年多的時(shí)間里，這是每年價(jià)值2.5億美元的設(shè)備。”

　　根據(jù)分析師的預(yù)測(cè)，到2017年，對(duì)于200mm設(shè)備，該行業(yè)總共將產(chǎn)生520 wspm，到2018年將達(dá)530 wspm。“到2020年底，預(yù)計(jì)容量約為550 wspm”SEMI的Dieseldorff如是說。

　　在另一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)中，全球200mm晶圓廠的平均利用率約為78%至85%。 “這個(gè)數(shù)字正在爬升，” Applied的Rosa說，“可以看到利用率每年上漲約4%?！?/p>

　　此外，產(chǎn)品類型和ASPs也被納入方程式中?！懊總€(gè)設(shè)備都有不同的ASP侵蝕率，” Rosa說，“它可以像MEMS那樣具有侵略性。MEMS每季度價(jià)格下滑3%至5%?！?/p>

　　總而言之，晶圓開始在200mm晶圓廠開始上漲，但平均售價(jià)以更快的速度下降?？偟膩碚f，200mm晶圓廠的收入總體以每年2%的速度增長(zhǎng)，他說。

　　然而，數(shù)字指向相同的方向。UMC高級(jí)區(qū)域營(yíng)銷經(jīng)理Yan Qu說：“一般來說，由于季節(jié)性變化，大批量的消費(fèi)者產(chǎn)品在下半年將有所上升。因此，下半年200mm容量供應(yīng)預(yù)計(jì)將繼續(xù)緊張?！?/p>