200mm產(chǎn)能緣何出現(xiàn)危機(jī)？

　　在過去一年左右的時間里，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，由于這兩個因素，預(yù)計在2017年下半年，這種情況并不會改善。

　　在容量方面，芯片制造商通常運營他們的200mm晶圓廠，利用率達(dá)到或接近100%，且沒有放緩的跡象?！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，這種情況一直是這樣，預(yù)計在可預(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。”

　　在一方面看，這是個好消息——芯片制造商希望保持晶圓廠充分利潤。缺點是他們不能利用需求的飛漲帶動晶圓廠利潤的增長。

　　芯片制造商一直在尋求擴(kuò)大其200mm晶圓廠的能力，在中國，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2016年，晶圓廠意識到對200mm容量的突然和令人驚訝的需求?！皬娜ツ甑那闆r來看，許多人的普遍思想是：2017年我們會看到一些松動，并增加對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。事實上，現(xiàn)在核心工具供應(yīng)不足。核心工具的價格達(dá)到十年來的最高點。”

　　術(shù)語“核心”是指一件必須翻新的二手設(shè)備。一年前，庫存中有600到720個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。

　　根據(jù)SurplusGlobal的說法，目前還有不到1000個200mm的核心可用。但是，據(jù)該公司估計，目前芯片制造商的核心需求在3000到5000個之間，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。不是因為資金不足而暫停，而是因為沒有設(shè)備所以被擱置了?！?/p>

　　然而，200mm容量的緊縮并不是一個短期事件。Greig說：“我們認(rèn)為，至少在未來的兩三年內(nèi)，對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。

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

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

　　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，到2020年，全球預(yù)計將有189個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)注八個新的已經(jīng)開始建設(shè)的200mm晶圓廠項目。這八個項目中有六個在中國。它們混合了模擬、電力和鑄造產(chǎn)業(yè)?！?/p>

　　圖 1：200mm晶圓廠數(shù)量下降。

　　計算新晶圓廠的數(shù)量是一回事。 另外隨著時間的推移，預(yù)計200mm晶圓廠容量的多少，涉及到一個包含一系列變量和未知數(shù)的復(fù)雜公式。“你有新技術(shù)進(jìn)入200mm，同時也要遷移到300mm，還有平均銷售價格(ASP)的侵蝕，”應(yīng)用材料(Applied Materials)的應(yīng)用全球服務(wù)營銷總監(jiān)Mike Rosa說，“所以，這是一個復(fù)雜的方程，可以在許多年后維持200mm的需求。”

　　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。

　　考慮到200mm芯片的需求，該行業(yè)預(yù)計在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間里，這是每年價值2.5億美元的設(shè)備。”

　　根據(jù)分析師的預(yù)測，到2017年，對于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)計容量約為550 wspm”SEMI的Dieseldorff如是說。

　　在另一個關(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€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每季度價格下滑3%至5%。”

　　總而言之，晶圓開始在200mm晶圓廠開始上漲，但平均售價以更快的速度下降。總的來說，200mm晶圓廠的收入總體以每年2%的速度增長，他說。

　　然而，數(shù)字指向相同的方向。UMC高級區(qū)域營銷經(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)計將繼續(xù)緊張?！?/p>