200mm產(chǎn)能緣何出現危機？

　　在過(guò)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(chǎng)容量和200mm設備方面都嚴重短缺?，F在，200毫米的缺口比以前更糟。但是，由于這兩個(gè)因素，預計在2017年下半年，這種情況并不會(huì )改善。

　　在容量方面，芯片制造商通常運營(yíng)他們的200mm晶圓廠(chǎng)，利用率達到或接近100%，且沒(méi)有放緩的跡象?！叭?00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(lái)，這種情況一直是這樣，預計在可預見(jiàn)的未來(lái)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(chǎng)充分利潤。缺點(diǎn)是他們不能利用需求的飛漲帶動(dòng)晶圓廠(chǎng)利潤的增長(cháng)。

　　芯片制造商一直在尋求擴大其200mm晶圓廠(chǎng)的能力，在中國，有些制造商正著(zhù)手建造新的200mm晶圓廠(chǎng)以滿(mǎn)足需求。但幾乎沒(méi)有任何新的或二手的200mm設備可用。而有工具可用的地方，價(jià)格又比較高。

　　200mm設備的缺口在2015年底開(kāi)始出現，并貫穿了整個(gè)2016年，晶圓廠(chǎng)意識到對200mm容量的突然和令人驚訝的需求?！皬娜ツ甑那闆r來(lái)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200mm設備所需材料的供應，” 應用材料(Applied Materials)公司的全球服務(wù)部應用總監Cody Harlow如是說(shuō)，“根本不是這樣的情況。事實(shí)上，現在核心工具供應不足。核心工具的價(jià)格達到十年來(lái)的最高點(diǎn)?！?/p>

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

　　根據SurplusGlobal的說(shuō)法，目前還有不到1000個(gè)200mm的核心可用。但是，據該公司估計，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(lái)沒(méi)有遇到過(guò)像這樣糟糕的情況，沒(méi)有足夠的設備，”SurplusGlobal美洲和歐洲執行副總裁Emerald Greig說(shuō)：“有些人已經(jīng)投資建造了200mm晶圓廠(chǎng)，但是它們已經(jīng)被擱置了。不是因為資金不足而暫停，而是因為沒(méi)有設備所以被擱置了?！?/p>

　　然而，200mm容量的緊縮并不是一個(gè)短期事件。Greig說(shuō)：“我們認為，至少在未來(lái)的兩三年內，對200mm的需求仍將繼續?！?/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(lái)，由于成本原因，許多芯片制造商關(guān)閉了200mm晶圓廠(chǎng)。有些人決定專(zhuān)注于更大的300mm市場(chǎng)。

　　 幾家設備公司多年來(lái)停產(chǎn)或被收購。 許多廠(chǎng)商決定停止構建某些類(lèi)型的傳統工具。

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

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

　　根據SEMI的統計，到2020年，全球預計將有189個(gè)200mm的晶圓廠(chǎng)，而2007年的高峰期則為199家。SEMI分析師Christian Dieseldorff說(shuō)：“包括2016年，我們正在密切關(guān)注八個(gè)新的已經(jīng)開(kāi)始建設的200mm晶圓廠(chǎng)項目。這八個(gè)項目中有六個(gè)在中國。它們混合了模擬、電力和鑄造產(chǎn)業(yè)?！?/p>

　　圖 1：200mm晶圓廠(chǎng)數量下降。

　　計算新晶圓廠(chǎng)的數量是一回事。 另外隨著(zhù)時(shí)間的推移，預計200mm晶圓廠(chǎng)容量的多少，涉及到一個(gè)包含一系列變量和未知數的復雜公式?！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(xiāo)售價(jià)格(ASP)的侵蝕，”應用材料(Applied Materials)的應用全球服務(wù)營(yíng)銷(xiāo)總監Mike Rosa說(shuō)，“所以，這是一個(gè)復雜的方程，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(lèi)型。

　　對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，典型的200mm晶圓廠(chǎng)產(chǎn)量約40,000 wspm。通常，200mm晶圓廠(chǎng)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(chǎng)中的幾種產(chǎn)品。

　　圖 2：200mm的wspm 正在增長(cháng)。

　　考慮到200mm芯片的需求，該行業(yè)預計在2020年前200mm晶圓廠(chǎng)產(chǎn)能將每年增加80,000至100,000 wspm。據Rosa稱(chēng)：“在接下來(lái)的四年多的時(shí)間里，這是每年價(jià)值2.5億美元的設備?！?/p>

　　根據分析師的預測，到2017年，對于200mm設備，該行業(yè)總共將產(chǎn)生520 wspm，到2018年將達530 wspm?！暗?020年底，預計容量約為550 wspm”SEMI的Dieseldorff如是說(shuō)。

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

　　此外，產(chǎn)品類(lèi)型和ASPs也被納入方程式中?！懊總€(gè)設備都有不同的ASP侵蝕率，” Rosa說(shuō)，“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(kāi)始在200mm晶圓廠(chǎng)開(kāi)始上漲，但平均售價(jià)以更快的速度下降?？偟膩?lái)說(shuō)，200mm晶圓廠(chǎng)的收入總體以每年2%的速度增長(cháng)，他說(shuō)。

　　然而，數字指向相同的方向。UMC高級區域營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理Yan Qu說(shuō)：“一般來(lái)說(shuō)，由于季節性變化，大批量的消費者產(chǎn)品在下半年將有所上升。因此，下半年200mm容量供應預計將繼續緊張?！?/p>