200mm产能缘何出现危机？ - 市场动态 -

　　需求增长，而产能持平。这种不平衡背后的原因是什么。下面就随半导体小编一起来了解一下相关内容吧。

　　在过去一年左右的时间里，由于某些芯片的需求激增，IC行业在200mm晶圆厂容量和200mm设备方面都严重短缺。现在，200毫米的缺口比以前更糟。但是，由于这两个因素，预计在2017年下半年，这种情况并不会改善。

　　在容量方面，芯片制造商通常运营他们的200mm晶圆厂，利用率达到或接近100%，且没有放缓的迹象。“全球200毫米的产能得到充分利用”联电( UMC)公司业务管理副总裁Walter Ng表示：“从去年初以来，这种情况一直是这样，预计在可预见的未来仍然如此。今年下半年的前景仍然是200mm产能被充分利用。”

　　在一方面看，这是个好消息——芯片制造商希望保持晶圆厂充分利润。缺点是他们不能利用需求的飞涨带动晶圆厂利润的增长。

　　芯片制造商一直在寻求扩大其200mm晶圆厂的能力，在中国，有些制造商正着手建造新的200mm晶圆厂以满足需求。但几乎没有任何新的或二手的200mm设备可用。而有工具可用的地方，价格又比较高。

　　200mm设备的缺口在2015年底开始出现，并贯穿了整个2016年，晶圆厂意识到对200mm容量的突然和令人惊讶的需求。“从去年的情况来看，许多人的普遍思想是：2017年我们会看到一些松动，并增加对200mm设备所需材料的供应，” 应用材料(Applied Materials)公司的全球服务部应用总监Cody Harlow如是说，“根本不是这样的情况。事实上，现在核心工具供应不足。核心工具的价格达到十年来的最高点。”

　　术语“核心”是指一件必须翻新的二手设备。一年前，库存中有600到720个200mm的二手设备或核心。据世界上最大的二次设备供应商之一的SurplusGlobal公司表示，目前设备制造商的核心需求量约为1000个。

　　根据SurplusGlobal的说法，目前还有不到1000个200mm的核心可用。但是，据该公司估计，目前芯片制造商的核心需求在3000到5000个之间，比去年增加了三到五倍，供需不平衡。

　　“我们从来没有遇到过像这样糟糕的情况，没有足够的设备，”SurplusGlobal美洲和欧洲执行副总裁Emerald Greig说：“有些人已经投资建造了200mm晶圆厂，但是它们已经被搁置了。不是因为资金不足而暂停，而是因为没有设备所以被搁置了。”

　　然而，200mm容量的紧缩并不是一个短期事件。Greig说：“我们认为，至少在未来的两三年内，对200mm的需求仍将继续。”

　　我们是怎么走到这一步的?

　　200mm容量和工具的缺乏主要是由于以下几个原因：

　　 多年来，由于成本原因，许多芯片制造商关闭了200mm晶圆厂。有些人决定专注于更大的300mm市场。

　　 几家设备公司多年来停产或被收购。 许多厂商决定停止构建某些类型的传统工具。

　　 对200mm晶圆厂生产的芯片的需求的爆炸式增长，特别是在汽车，通信和移动市场。

　　令人惊讶的是，尽管200mm晶圆厂在几十年前就已经出现了，但在今天仍然是热门商品。目前，中国正在建造业界最新的200mm晶圆厂。 此外，几家代工厂和集成设备制造商(IDMs)正在提升新的200mm晶圆厂能力。

　　根据SEMI的统计，到2020年，全球预计将有189个200mm的晶圆厂，而2007年的高峰期则为199家。SEMI分析师Christian Dieseldorff说：“包括2016年，我们正在密切关注八个新的已经开始建设的200mm晶圆厂项目。这八个项目中有六个在中国。它们混合了模拟、电力和铸造产业。“

　　

 

图 1：200mm晶圆厂数量下降。

　　计算新晶圆厂的数量是一回事。 另外随着时间的推移，预计200mm晶圆厂容量的多少，涉及到一个包含一系列变量和未知数的复杂公式。“你有新技术进入200mm，同时也要迁移到300mm，还有平均销售价格(ASP)的侵蚀，”应用材料(Applied Materials)的应用全球服务营销总监Mike Rosa说，“所以，这是一个复杂的方程，可以在许多年后维持200mm的需求。”

　　获取200mm的一种处理方法是查看wafer starts per month(wspm)、工艺、利用率和产品类型。

　　对于初学者来说，典型的200mm晶圆厂产量约40,000 wspm。通常，200mm晶圆厂可以在6微米至65纳米的各种工艺中生产各种芯片。MCU、MEMS、MOSFET、电源管理IC和RF器件只是200mm晶圆厂中的几种产品。

 

图 2：200mm的wspm 正在增长。

　　考虑到200mm芯片的需求，该行业预计在2020年前200mm晶圆厂产能将每年增加80,000至100,000 wspm。据Rosa称：“在接下来的四年多的时间里，这是每年价值2.5亿美元的设备。”

　　根据分析师的预测，到2017年，对于200mm设备，该行业总共将产生520 wspm，到2018年将达530 wspm。“到2020年底，预计容量约为550 wspm”SEMI的Dieseldorff如是说。

　　在另一个关键指标中，全球200mm晶圆厂的平均利用率约为78%至85%。 “这个数字正在爬升，” Applied的Rosa说，“可以看到利用率每年上涨约4%。”

　　此外，产品类型和ASPs也被纳入方程式中。“每个设备都有不同的ASP侵蚀率，” Rosa说，“它可以像MEMS那样具有侵略性。MEMS每季度价格下滑3%至5%。”

　　总而言之，晶圆开始在200mm晶圆厂开始上涨，但平均售价以更快的速度下降。总的来说，200mm晶圆厂的收入总体以每年2%的速度增长，他说。

　　然而，数字指向相同的方向。UMC高级区域营销经理Yan Qu说：“一般来说，由于季节性变化，大批量的消费者产品在下半年将有所上升。因此，下半年200mm容量供应预计将继续紧张。”

　　浪潮之后

　　是什么驱动了对200mm需求?Rosa称：“模拟产品、MEMS和电源管理产品对移动设备和物联网仍然至关重要。这些部门的需求和增长导致了200mm的供应短缺。”

　　综合考虑这些问题，芯片制造商也在200mm的各种产品组合中角逐。这些分为三类。第一个涉及到适合200mm的芯片。UMC的Ng表示：“它们在转型为更先进的技术方面没有任何优势，但整体市场需求持续增长，如离散功率MOSFET。”

　　第二类涉及的产品将保持在200mm，但在晶圆尺寸上需要更先进的工艺。这类包括显示驱动程序和控制器。

　　最后，一些200mm的产品正往300mm迁移。“依赖于终端产品，如微控制器和射频开关，满足广泛性能要求的应用相关的需求有所增长，”Ng说， “对于这些应用，高性能产品将采用基于300mm的工艺技术，其余的产品将基于200mm。”

　　工具不足

　　虽然200mm容量仍然紧张，但具有200mm工艺技术的芯片制造商面临着其他挑战——寻找设备。“二手的200mm设备一般都不容易获得，”Ng说，“如果有的话，通常是很有价值的。”

　　然而，在公开市场上可用的不到1000个200mm的核心中，有许多是过时或无法修复的。短缺是全面的，其中蚀刻、光刻和计量工具最难找到。200mm工具的备件也很少。

　　那么在哪里可以买到200mm的设备和备件?

　　通常，芯片制造商可以从晶圆厂设备制造商，二手设备公司、中间商或在线网站(如eBay)购买二手设备。 一些芯片制造商也在公开市场上出售二手设备。

　　多年来，Applied Materials、ASML、KLA-Tencor、Lam Research、TEL等设备制造商一直在翻新和销售自己的设备。最近，Applied、Lam和TEL在业务需求旺盛的时候开始生产新的200mm设备。

　　例如，Applied公司搭建了不同类型的200mm设备。Harlow说：“Applied在200mm领域投入了大量资金。这不仅仅是从在技术的角度出发，而且站在供应基础和库存的角度来看，需要提供新的工具弥补现存的不足。我们有能力在需要时提供新的工具。”

　　去年，Lam Research和Manz AG组建了一家名为Talus Manufacturing的合资公司。Talus位于台湾，是一个全球性的翻新中心。Talus将升级和翻新Lam的设备，以满足台湾和全球客户的需求。

　　“Lam的目标是主动为客户的需求提供解决方案。因此，Lam总是积极寻找市场上的200mm工具，以便我们为客户提供经济型的翻新解决方案，” Talus总经理、Lam Research全球运营战略计划副总裁Shahriar Shaghafi表示， “即使市场上没有任何剩余的可用工具，Lam仍然拥有制造技术来制造其全套200mm工具。”

　　利用原始设备制造商来采购200mm装备具有一定的优势。KLA-Tencor的KT Pro集团副总裁兼总经理Wilbert Odisho说：“200mm计量和检测工具领域继续供不应求。客户需要我们这些原始制造商来提供200mm工具，这主要有两个原因：一是，第三方供应有限;第二，第三方供应商提供的设备可能不符合客户要求。”

　　KLA-Tencor本身正在采取措施满足200mm的需求。它继续提供翻新的设备，并在市场上推出了几种“再制造”系统，如薄膜测量系统(F5X)，裸晶圆片检测工具(Surfscan SP2)和亮场(2367)和暗场(9150)晶圆检测系统。

　　它也在解决备件问题。“我们正在努力通过重新设计光学和电子子系统，以及升级操作系统来减轻部分过时问题，”Odisho如是说。

　　然而，与OEM厂商合作也有一些缺点。他们可能会为200mm工具收取额外费用。交货时间长。一些(不是所有)设备制造商，预先抢占了300mm设备蓬勃的销售市场。

　　所以，另一条途径是与第三方二手设备公司或中间商合作。一般来说，这些公司可以通过各种手段在公开市场上获得工具。例如，芯片制造商拥有多余的设备，并在市场上公开销售，或者IC供应商关闭晶圆厂，并将装备出价销售。

从二

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