芯片|200毫米的短缺可能会持续多年汽车|半导体|扫描仪|it芯片

【芯片|200毫米的短缺可能会持续多年】更成熟的工艺节点对芯片的需求激增，导致 200mm 代工产能和 200mm 设备都出现短缺，而且没有减弱的迹象。事实上，即使今年新产能上线，短缺可能会持续数年，推高价格并迫使整个半导体供应链发生重大变化。
200mm代工产能和设备的短缺已经存在一段时间了，而且这种情况仍然存在问题。例如，根据 Gartner 的数据， 200mm 的代工产能在 2022 年上半年被预订满。除此之外，对 200mm 代工产能的需求将继续超过供应，这意味着代工客户需要提前计划以确保他们在未来获得足够的 200mm 产能。
有两种类型的半导体公司在晶圆厂制造芯片。集成设备制造商 ( IDM ) 设计自己的名牌芯片并在自己的晶圆厂中制造。与此同时，代工厂在自己的晶圆厂中为其他公司制造芯片。 IDM 和代工厂都有 200 毫米和/或 300 毫米的晶圆厂。（200mm和300mm指的是硅片的直径，由各个晶圆厂生产。）
自 1990 年代以来， 200 毫米晶圆厂就已经存在。许多芯片制造商运营着 200 毫米晶圆厂，据最新统计，目前已有 200 多家。 200mm 晶圆厂采用成熟的工艺技术制造器件，从 6μm 到 110nm 节点。在 200 毫米晶圆厂生产的芯片用于所有电子产品，包括模拟、显示 IC、微控制器 (MCU)、电源管理 IC (PMIC) 和射频。
这些芯片中的一些（但不是全部）也可以在更先进的 300 毫米晶圆厂中生产。这些较大的晶圆厂处理从 90nm 到 5nm 节点的器件。（工艺技术是用于在晶圆厂中制造给定芯片的配方。节点是指特定工艺及其设计规则。）
尽管如此， IDM 和代工厂在所有节点上都看到了前所未有的芯片需求。在 2020 年 Covid-19 爆发期间，各国实施了各种措施来缓解疫情，例如居家令。许多人开始在家工作或远程上学，助长了购买新PC 和电视的热潮。然后，在 2021 年，对汽车、智能手机和其他产品的需求激增。所有这些都导致了多个市场的芯片短缺浪潮。
芯片短缺的情况已经延续到 2022 年上半年。许多人认为，到 2022 年年中，供需情况将恢复相对正常，但部分汽车芯片全年仍将供不应求。不过，到 2022 年年中，许多芯片制造商应该有足够的 300 毫米晶圆厂产能来满足需求。
但 200 毫米是另一回事。今天，几家公司正在建设新的 200 毫米晶圆厂。根据 SEMI 的数据，到 2021 年，该行业的 200 毫米晶圆厂产能每月增加超过 300000 片晶圆 (wpm) ，比 2020 年增长 5% 。这还不足以满足需求。
“代工厂的 200 毫米产能在 2022 年上半年售罄。我预计 200 毫米代工厂产能的紧张局面将持续几年，可能会持续到 2025 年， ”Gartner 分析师 Samuel Wang 表示。 Wang 表示， IDM 的情况稍好一些， 200mm 产能的晶圆厂利用率高于 80% 。
即使代工厂客户有幸在 2022 年获得足够的 200 毫米或 300 毫米产能，他们也面临着另一组问题。代工供应商预计今年将提高 200 毫米和 300 毫米晶圆的价格。
200mm 的起起落落
1960 年代，在半导体行业的早期，半导体公司使用基本设备在工厂中制造相对简单的芯片。在那些日子里，芯片制造商制造自己的设备。
在 1960 年代初期，芯片制造商在这些早期工厂中使用 20 毫米（0.75 英寸）的微小晶圆加工设备。在 30 年的时间里，他们迁移到晶圆尺寸更大的晶圆厂，例如 30mm/40mm、50mm、75mm、100mm、125mm 和 150mm 。
通过转向更大的晶圆尺寸，供应商可以在每个晶圆上生产大约 2.2 倍的裸片，从而使他们能够降低晶圆厂的制造成本。
然后，在 1990 年代，出现了 200mm 晶圆厂。当时，建造一座 200 毫米晶圆厂的成本为 7 亿至 13 亿美元。晶圆厂的大部分成本都围绕着用于制造芯片的设备。
多年来， 200mm 晶圆厂被认为是最先进的设施。然后，从 2000 年代开始，许多芯片制造商从 200 毫米晶圆厂迁移到 300 毫米晶圆厂。最初，建造 300 毫米晶圆厂的成本为 20 亿至 30 亿美元。
在此期间， 200mm 晶圆厂仍在使用中。但 200 毫米是一个被遗忘的市场，直到 2015 年，业界对基于更成熟工艺的芯片的需求激增。突然间，代工厂的 200mm 晶圆厂利用率徘徊在 100% 。出现产能短缺。