200mm晶圓投資不足是晶片普遍缺貨的主要原因？

過去幾個月來一直存在的備受關注的問題就是許多新款電子產品很難買到。這涉及到很多相關因素，例如COVID-19、經濟環境、良率問題等，但對於導致如此普遍的晶片缺貨問題有一個新的爭論：對200mm晶圓的投資不足。

如今，最先進的晶片在300mm晶圓上製造。過去的幾十年，製造商一直在提升標準晶圓的尺寸，從100mm到150mm再到200mm和300mm。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，通常還可以提高晶圓代工廠的日產量。

現在沒有多少代工廠致力於150mm或更小尺寸的晶圓，但許多代工廠仍在運行200mm的生產線，臺積電、三星，以及許多二線代工廠都提供這一節點。GlobalFoundries、中芯國際、聯華電子、高塔半導體和SkyWater都有200mm生產線。

許多IoT和5G晶片，以及一些模擬晶片、MEMS晶片和RF解決方案都採用200mm晶圓。

圖片由Semico Research提供，2018年

需要指出，關注度比較高的產品，像臺式機和行動裝置的GPU、CPU，高端蜂窩數據機晶片以及其它類似產品，只是一個設備中少數的幾個晶片，還有許多是通過較為成熟的工藝和更低的成本製造。

200mm的晶圓本應隨著300mm晶圓的使用而逐漸減少，在2007年至2014年期間，情況確實如此，但此後趨勢逆轉了。原因是200mm的生產線非常成熟且成本很低。另外，許多客戶遷移到更大的晶圓並沒有獲得太多好處，他們希望使用已有的成熟設計。這也是許多物聯網傳感器和產品都使用相對成熟節點的原因。

隨著對這些產品需求的增長，新冠大流行之前，許多工廠的200mm晶圓的利用率就已經很高，而像臺積電這樣的大型代工廠在新增200mm晶圓產能方面的進展緩慢，讓200mm晶圓變得緊俏。

這張舊圖描述了450mm晶圓的佔比，還顯示了分析師預計200mm晶圓出貨量的變化。2015年之後，對200mm的需求再次開始增長，而從未投放過450mm的晶圓。

不過，這並不意味著每個有200mm晶圓產線的代工廠的利用率都很高。在某些情況下，一家公司將一款新品的設計移植到新的晶圓廠可能需要大量的時間和金錢。也就是說，如果一家公司為代工廠A的生產線設計的晶片，要轉移到代工廠B進行生產，這可能會帶來巨大的成本。

新冠大流行給許多行業帶來了挑戰，半導體產業的表現是一大亮點。居家辦公有電子產品的銷量是一大利好，這意味著對各種晶片有額外需求，當然也給供應鏈帶來了壓力。

「今年的情況很有趣。不僅200mm晶圓需求增加，最新的和特殊的產品需求也顯著增加，包括電源、CMOS圖像傳感器、RF射頻等產品。」 VLSI研究部總裁Risto Puhakka告訴SemiEngineering。「如果是像TI、恩智浦這樣的模擬晶片IDM，那麼2020年將是艱難的。工業、汽車和電力市場一直受冠大流行影響處於艱難境地。但與此同時，代工廠正在解決消費市場的問題。」

市場的情況是，對Wi-Fi和藍牙晶片需求的激增，導致這兩種晶片都很短缺。另外，汽車電子產品的需求增長也快於預期。

至此，就能夠在一定程度上解答文章開頭提出的現在一些電子產品比較難買到的問題了。這不僅僅因為新冠大流行擾亂了供應鏈，同時，需要新的筆記本電腦來滿足遠程學習和辦公需求，加上備受期待的新款GPU的發布，還有華為的提前備貨，以及現在200mm晶圓的普遍短缺，都是晶片普遍缺貨的原因。

預計到2021年，將新增每月22萬片（wpm）的200mm晶圓產能，到時全球的總產能將超過640萬wpm。雷鋒網

雷鋒網編譯，原文連結：https://www.extremetech.com/computing/318554-a-massive-chip-shortage-is-hitting-the-entire-semiconductor-industry 雷鋒網