需求上升,产能持平。让我们来看看这种不平衡背后的原因。
在过去一年左右的时间里,由于对某些芯片的需求激增,IC行业经历了200mm晶圆厂产能和200mm设备的严重短缺。
但现在,200毫米的缺口比以前严重得多。但这种情况预计在2017年下半年,甚至更长时间内都不会得到改善。
在产能方面,芯片制造商的200毫米晶圆厂的利用率通常在100%或接近100%,没有放缓的迹象。“全球200毫米的产能已被充分利用,”华特(Walter Ng)表示联华电子.他说:“这种情况从去年初就开始了,预计在可预见的将来还会持续下去。预计今年下半年(7 ~ 12月)将全面利用200mm。”
从一个方面来说,这是个好消息——芯片制造商希望保持他们的晶圆厂满负荷运转,以实现利润最大化。不利的一面是他们无法利用激增的需求。
芯片制造商一直在寻求扩大其200毫米晶圆厂的产能,中国的一些公司正在准备新的200毫米晶圆厂以满足需求。但是几乎没有新的或旧的200mm设备可用。在工具可用的地方,价格相对较高。
200mm设备的短缺在2015年底开始显现。整个2016年,在对2亿毫米产能突然而惊人的需求中,它一直徘徊不去。“从去年的情况来看,很多人普遍认为,2017年我们将看到(200mm设备的)供应有所松动,并有所增加,”应用全球服务公司(Applied Global Services)运营总监科迪·哈洛(Cody Harlow)表示应用材料.“它根本就不在那里。事实上,现在核心工具的供应量很低。核心工具的价格高于10年来的高点。”
“核心”一词指的是必须翻新的旧设备。一年前,库存中有600至720件200mm旧设备或芯。根据全球最大的二次设备供应商之一SurplusGlobal的数据,当时设备制造商对200毫米芯线的需求约为1000个。
据SurplusGlobal称,目前可用的200mm磁芯还不到1000个。但据该公司估计,现在芯片制造商对200毫米内核的需求在3000到5000个之间,比去年增长了3到5倍。
“我们从来没有遇到过这样糟糕的情况,没有足够的设备,”SurplusGlobal美洲和欧洲执行副总裁Emerald Greig说。“一些人已经获得了资金(建造200毫米晶圆厂),但他们被搁置了。它们之所以被搁置,并不是因为资金没有到位。因为没有设备,他们不得不暂停工作。”
然而,200毫米的紧缩不是一个短期事件。“我们认为200毫米的需求将持续至少两到三年,”格雷格说。
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因素:
•多年来,由于成本原因,几家芯片制造商关闭了许多200毫米晶圆厂。一些公司决定把重点放在更大的300毫米市场上。
•几年来,几家设备公司倒闭或被收购。许多供应商决定停止构建某些类型的遗留工具。
•对200毫米晶圆厂生产的芯片的需求激增,特别是在汽车、通信和移动市场。
令人惊讶的是,尽管出现在几十年前,200mm晶圆厂今天是热门商品。目前,中国正在建造该行业大多数新的200毫米晶圆厂。此外,几家代工厂和集成器件制造商(idm)正在增加新的200mm晶圆厂产能。
预计到2020年,全球总共将有189座200mm晶圆厂,而2007年高峰时期只有199座半.SEMI分析师克里斯蒂安•迪塞尔多夫(Christian Dieseldorff)表示:“包括2016年在内,我们正在跟踪已经开工的8个新的200mm晶圆厂项目。”“这八个项目中有六个在中国。它们是模拟、电源和代工的混合体。”
计算新晶圆厂的数量是一回事。但是,预测200毫米晶圆厂产能随着时间的推移将有多少是一个复杂的公式,其中有许多变量和未知因素。“200毫米胶片的新技术不断涌现。你也有一个迁移到300mm。然后,平均销售价格(ASP)就会下降,”应用材料公司应用全球服务营销总监Mike Rosa说。“因此,这是一个复杂的方程,在未来的许多年里维持200毫米。”
了解200mm的一种方法是查看每月晶圆开工量(wspm)、工艺、利用率和产品类型。
首先,一个典型的200mm晶圆厂的产量约为40000 wspm。一般来说,一个200mm的晶圆厂生产多种工艺的芯片,从6微米到65纳米不等。mcu、MEMS、mosfet、电源管理ic和RF器件只是在200mm晶圆厂中运行的一些产品。
根据Rosa的说法,考虑到200毫米芯片的需求,到2020年,该行业预计每年将增加8万至10万wspm的200毫米晶圆厂产能。他说:“在未来四年左右的时间里,每年将生产2.5个晶圆厂的设备。”
据分析师称,对于200mm,该行业预计2017年总产量为520万wspm, 2018年总产量为530万wspm。SEMI的Dieseldorff表示:“到2020年底,产能预计将达到550万wspm。”
在另一个关键指标中,全球200毫米晶圆厂的平均利用率约为78%至85%。“这个数字正在慢慢上升,”应用材料公司的罗莎说。“我们看到它以每年4%的速度增长。”
此外,产品类型和asp也被考虑在内。Rosa说:“每个设备的ASP侵蚀率都不一样。“它可以像MEMS一样具有侵略性。微机电系统每个季度都有3%到5%的价格流失。”
总的来说,200毫米晶圆厂的晶圆开工数在上升,但asp正在以更快的速度下降。因此,总的来说,200毫米晶圆厂的收入正以每年2%的温和速度增长。
尽管如此,数字仍指向同一个方向。联华电子高级区域营销经理曲燕(音)表示:“总体而言,受季节性因素影响,大容量消费品的销量往往会在下半年上升。”“因此,你将继续预期下半年200毫米产能的供应紧张。”
浪潮背后
那么是什么推动了200mm的需求呢?他说:“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。”“这些领域的需求和增长导致了200mm的供应短缺。”
使这些问题更加复杂的是,芯片制造商还在绞尽脑汁地研究200mm芯片的各种产品组合。这些可以分为三种不同的类型。第一个涉及的芯片非常适合200mm。UMC的Ng说:“他们在向更先进的技术过渡时没有获得任何优势,但整体市场需求继续增长,比如离散功率mosfet。”
第二类产品将保持200毫米的晶圆尺寸,但需要更先进的工艺。例如,这包括显示驱动程序和控制器。
最后,一些200mm产品正在向300mm迁移。吴恩达说:“与跨越广泛性能要求的应用相关的需求在增长,这取决于最终产品,如微控制器和射频开关。”对于这些应用,性能更高的产品将采用基于300mm的工艺技术,其余将采用200mm工艺。”
工具不够
虽然200mm产能依然紧张,但拥有200mm工厂的芯片制造商还面临着其他挑战——寻找设备。吴恩达说:“用过的200mm设备通常不容易买到。“如果有,通常也很贵。”
然而,在公开市场上可用的不到1000个200mm内核中,许多已经过时或无法修复。缺陷是普遍存在的,但是蚀刻,光刻技术而且计量工具是最难找到的。200mm工具的备件也很稀缺。
那么在哪里可以买到200mm的设备和备件呢?
通常,芯片制造商可以从晶圆厂设备制造商、二手设备公司、经纪人或eBay等在线网站购买二手设备。一些芯片制造商还在公开市场上出售二手设备。
多年来,应用材料(Applied Materials)、阿斯麦(ASML)、KLA-Tencor、Lam Research、TEL和其他设备制造商一直在翻新和销售他们自己的设备。然而,在最近一段时间,应用材料、Lam和TEL开始在业务需求飙升的情况下制造新的200毫米设备。
例如,应用材料公司专门生产不同类型的200mm设备。“应用材料公司在200mm芯片上投入了大量资金,”Harlow说。“这不仅是从技术的角度,也是从供应基础和库存的角度,在短缺的地方提供新工具。我们有能力在任何需要时提供新工具。”
去年,林的研究Manz AG成立了一家名为Talus Manufacturing的合资企业。Talus是台湾的全球翻新中心。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一直在市场上积极寻找200mm工具,我们可以为我们的客户作为经济的解决方案进行翻新,”Talus总经理兼Lam Research全球运营战略计划副总裁Shahriar Shaghafi说。“如果市场上没有任何剩余的工具,Lam仍然拥有制造整套200mm工具的制造技术。”
与原始设备制造商采购200mm齿轮有一些优势。KT Pro集团副总裁兼总经理Wilbert Odisho表示:“200mm计量和检验工具的需求继续超过供应KLA-Tencor.“客户希望我们,原始制造商,提供200mm工具有两个原因。一是第三方供应有限。其次,第三方供应商提供的设备可能达不到客户的要求。”
KLA-Tencor本身正在采取措施满足200毫米的需求。它继续提供翻新设备,并在市场上引入了几个“再制造”系统,如薄膜计量系统(F5X),裸晶圆检测工具(Surfscan SP2),以及亮场(2367)和暗场(9150)晶圆检测系统。
它还在解决备件问题。Odisho表示:“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缓解部分过时的问题。”
然而,与OEM合作也有一些缺点。他们可能会对200mm的工具收取额外的费用。交货时间很长。一些,但不是全部,设备制造商专注于蓬勃发展的300mm齿轮销售今天。
因此,另一种途径是与第三方二手设备公司或经纪人合作。一般来说,这些公司通过各种方式在公开市场上获得工具。例如,芯片制造商有多余的设备并在公开市场上出售,或者IC供应商关闭晶圆厂并将设备公开招标。
从二手设备公司购买设备可能是一个具有挑战性的过程。如今,有数十家实体出售二手设备。一些人翻新工具并提供支持。其他人“按原样”出售系统,你要么接受,要么放弃。
许多二手设备公司信誉良好,而其他公司则有问题。事实上,在这个领域有很多可怕的故事,芯片制造商会在不知情的情况下购买一个用过的工具,这个工具不起作用或缺少零件。
更令人困惑的是,一些二手设备供应商正在对传统的商业模式进行新的调整。例如,SurplusGlobal最近宣布了它所谓的集群。该集群位于韩国京畿道,包括一个大型建筑,由洁净室和仓库空间组成。
晶圆厂工具供应商和二手设备竞争对手都可以租用SurplusGlobal将于2018年开放的新集群基地。该集群的目标是为韩国和其他地方的芯片制造商提供工具、备件和服务的一站式商店。
卖点是新工厂靠近两家大型芯片制造商——三星和SK海力士。“此外,我们希望从韩国支持中国,”Greig说。
其他公司正在转向不同的模式。不久前,二手工具供应商ClassOne Equipment成立了一个名为ClassOne Technology的子公司。新单位正在以自己的品牌开发新的200毫米设备。
概念很简单。多年来,许多大型设备制造商退出了各种传统工具市场,让一些芯片制造商陷入困境。因此,该部门总裁凯文·维特(Kevin Witt)表示,ClassOne Technology可以填补某些市场的空白。
无论哪种型号,购买二手设备仍然具有挑战性。威特是一位芯片设备老手,他为那些打算购买二手设备的人提供了一些建议。“有很多小型翻新商,”他说。“从这些公司购买产品的挑战之一就是风险。如果有东西坏了,你能得到服务吗?然后,如果发生了其他事情,你怎么得到零件?”
威特说,要与潜在供应商做生意,可以归结为几个因素:质量、声誉和服务。“确保你打开袋子,做一个来源检查,并确保系统做了你需要它做的事情。不要买看不见就买的东西,”他说。“第二件事是确保公司有质量的程序、零件和服务。”
最好的解决办法是:做好家庭作业。“如果一笔交易好到令人难以置信,那么它通常是令人难以置信的,”他补充说。
我并不惊讶计量和步进是一个绊脚石。随着300mm的全面发展,200mm的寿命延长将成为一个更大的问题,特别是对于更复杂的机器。200毫米的检查标准也不那么严格。我怀疑仍然有很多100-150毫米的晶圆厂在生产“口香糖”产品。这些机器的部件必须是一个蓬勃发展的家庭手工业(想想植入离子源)。这一次,设备制造商不是在与自己竞争。现在200毫米和300毫米的成本差距有多大?如果它正在缩小,也许使用300mm比200mm更有意义,尽管这意味着新的面具套装。
当我读这篇文章时,我坐在通用汽车拥有的晶圆工厂里,满是闲置的和接近闲置的200mm晶圆。通用汽车公司计划在今年年底之前关闭该工厂,因为根据当权者的说法,200mm没有任何价值。
乔!
晶圆厂是生产集成电路还是生产硅片?
工厂在哪里?
谢谢
ICs
、在科克
乔!你在科科莫,对吗?
是的,没错