過去幾個月來一直有一個問題,那就是為什麼越來越多的高科技產品很難買到?除了潛在因素,例如COVID-19,經濟中斷,良率問題以及自動縮放機器人的影響之外,有一個新的爭論點:對200mm晶圓的投資不足。#自研晶片是否將成新常態#
如今,可以在300mm晶圓上製造前沿矽。在過去的幾十年中,製造商推出了更大的晶圓尺寸:100mm,150mm,200mm和300mm都是通用標準。在PC發燒友領域,長期以來人們一直認為300mm晶圓要優於200mm晶圓,因為更大的晶圓尺寸可以減少浪費,並且可以提高晶圓代工廠的日產量。
很多商業代工廠並沒有致力於150mm或更小的晶圓尺寸,反而仍在運行200mm的生產線。臺積電和三星都提供該節點,以及許多二線代工廠。GlobalFoundries以及中芯國際,UMC,TowerJazz和SkyWater都有200毫米設施。許多IoT和5G晶片都建立在200mm上,有些模擬處理器,MEMS設備和RF解決方案也是如此。
我們常見的GPU,臺式機和移動CPU,高端蜂窩數據機以及其他類似產品,僅是設備內置的矽片的一小部分,還有許多從未聽說過的,供應商通過較小,較舊的鑄造生產線來運行成熟的,易於理解的設計,以最低的成本實現。
200毫米本應隨著300毫米上線而逐漸消失,這種現象在2007年至2014年期間一直有效,但此後趨勢逆轉了。客戶喜歡在200mm的生產線上建造,因為製造技術非常成熟且成本很低。因此,許多物聯網傳感器和類似產品構建在相對較大的過程節點上。隨著對這些產品需求的增長,難以預訂200mm的容量。臺積電(TSMC)等大型代工廠在增加新的200mm產能方面進展緩慢,在大流行之前,許多工廠的200mm利用率已經很高。
實際上每個200mm產能的代工廠都在全力以赴,但是將設計移植到新的晶圓廠需要大量的時間和金錢。如果一家公司為Foundry A的生產線設計了晶片,那麼將同一塊晶片移植到Foundry B的公司可能會面臨巨大的成本。在某些情況下,一家公司為將晶片移植到新的Foundry / node會付出比以往任何時候都要多的錢。
突如其來的疫情,半導體產業迎來了一些增長。這意味著對各種晶片有了額外需求,增加了已經儘可能快地運行的供應鏈的壓力。
今年不僅有對200mm的需求,而且對前沿和特殊產品(電源,CMOS圖像傳感器,RF和此類產品)的需求也很普遍。從某種意義上來說,代工廠正在蓬勃發展。
對Wi-Fi和藍牙晶片的需求激增,導致兩者都短缺。對汽車電子的需求增長快於預期。華為在今年早些時候吸收了大量的製造能力,在9月初被迫停產。像小米這樣的製造商試圖通過增加自己的零部件訂單來彌補公司的劣勢。在美國,對PC的需求更高。
這可能是為什麼現在很難獲得眾多高科技設備的部分答案,不僅僅是因為COVID-19擾亂了供應,還因為它同時拉高了需求,再加上需要新的筆記本電腦來處理遠程學習,新的控制臺啟動,備受期待的GPU啟動,COVID-19和華為,以及現在200mm的普遍短缺,這就不難理解為什麼全球市場運行似乎不太順利。關於200mm容量,預計到2021年將有220,000 wpm(每月晶圓數量)投入使用,整個總容量為640萬wpm。
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