200mm设备短缺

对消费电子产品、通信集成电路、传感器和其他产品的需求激增，造成了200毫米晶圆厂产能的短缺，而且这种短缺没有减弱的迹象。

这些芯片都不需要使用最先进的工艺来制造，并且已经对现有节点的工艺进行了足够的调整，以使现有工艺得到更多的改善。但这使得芯片制造商难以为这些晶圆厂采购200mm设备，因为这些较老节点的芯片需求持续上升。

为了满足这一需求，应用材料、ASML和Lam Research最近重新进入200mm设备市场。现在，这些公司正在制造新的和精选的200mm工具。其他晶圆厂工具供应商也在制造新的200mm系统和/或加强他们的二手设备。

但即使付出了这些努力，市场上200mm“芯”仍然严重短缺。“核心”是一个术语，指的是必须由OEM、第三方翻新公司或最终用户翻新的旧设备。

据估计，目前在公开市场上库存或可购买的200mm旧设备或芯线约有600至720件。然而，据全球最大的二次设备供应商之一的SurplusGlobal美洲和欧洲执行副总裁Emerald Greig称，目前设备制造商对大约1000个200mm内核的需求。

格雷格说:“那里的设备确实短缺。“低得可笑。”

缺陷包括所有主要工具类型，如CMP，蚀刻，沉积和光刻技术．此外，200mm设备短缺的另一个原因是:200mm工具的价格正在上涨。

“这些核心的成本已经上升，因为它们的数量太少了，”特朗普资产管理总监大卫•萨克森(David Sachse)表示林的研究．“购买一个200mm的二手磁芯比购买一个300mm的磁芯要贵得多。”

可以肯定的是，芯片制造商和设备供应商将需要密切关注200mm市场。“人们将在很大程度上继续使用200mm的产品，”康明斯(John Cummings)说应用材料．“‘超过摩尔’的技术基础很大，市场也在不断增长。它没有死。”

例如，大部分用于汽车、移动系统和可穿戴设备的芯片都是在200mm晶圆上制造的。

"我们看到55/40的运力需求大幅增加，"国泰航空企业管理副总裁Walter Ng表示联华电子．因为包装选择，我们也看到很多公司试图利用现有的设计。所以他们正在使用先进的包装来提出一种新的解决方案。多模封装解决方案正在获得更多的蒸汽，如果成本点下降一点，就有可能获得更多的蒸汽。”

这意味着更加强调200mm制造，因为这些封装可以包括在不同工艺节点开发的芯片。吴恩达表示:“我们正处于封装解决方案的风口浪尖，为更多应用提供了利用多节点芯片的能力。”“现在有很多整合正在进行，市场方面和经济方面都需要时间来考虑。我们相信在未来几年内，2.5 d其他解决方案将更加主流。”

已经有一些市场转变的迹象。据应用材料公司称，智能手机大约有90种不同的芯片。卡明斯说:“它们中有很多是堆叠在一起的。”“其中80%是200毫米。”

我们是怎么走到这一步的?
那么，为什么200mm工具的数量如此之少呢?十多年前，当许多芯片制造商从200毫米晶圆厂转移到300毫米晶圆厂时，二手设备市场开始增长。这反过来又导致过多的使用200mm齿轮冲击公开市场。

与此同时，几家设备公司倒闭或被收购。许多供应商决定停止构建或支持某些类型的工具，但是市场上对这些系统仍然有需求。事实上，随着汽车和虚拟现实/增强现实等垂直市场的兴起，对200mm芯片的需求正在增加。很多芯片都是这样模拟或混合信号而模拟芯片不像数字集成电路那样可伸缩。

为了处理遗留设备，大量的二手设备公司和经纪人随着时间的推移出现了。据最新统计，目前大约有100到200个实体在出售二手工具。

与此同时，据SurplusGlobal称，二手半导体设备市场多年来以14%的复合年增长率增长。据该公司称，2015年二级设备市场的总规模在28亿美元至30亿美元之间。

但由于整体晶圆厂工具行业放缓，预计2016年二级设备市场将降至20亿美元左右。这种下降有几个原因。首先，目前没有足够的200mm工具来匹配正确的应用或fab流程。其次，2015年IC业务出现了一波巨大的并购浪潮。其中许多收购导致晶圆厂产能和工具过剩。但是，IC供应商通常不会在公开市场上发布这些工具，而是保留他们的晶圆厂设备以供未来使用。

这反过来又加剧了市场上200mm设备的短缺。"有趣的是，(并购活动)并没有带来很多设备，" Grieg称。“当我们现在与客户交谈时，他们说:‘我们什么都不卖。我们正在保留它们，并将它们转移到另一家工厂。”

与此同时，未来该行业将面临一些重大挑战。据介绍，2019年，200mm晶圆的装机容量预计将达到540万片/月，较2015年的500万片/月增长8%半．(见下图)

covenor首席技术官戴维•弗里德(David Fried)表示:“人们真的很擅长寻找应用程序来摊销老旧晶圆厂。”他说:“人们也非常善于寻找技术，将其应用于老的晶圆厂。你会看到更多的传感器、MEMS和物联网设备。这是不需要最好的几何图形的东西。”

然而，没有足够的200mm工具来满足这一需求。据SurplusGlobal的Greig称，公开市场上总共有600多件200mm二手工具或岩芯。在这一数字中，最近在公开市场上从韩国的秘密来源发布了大约500个200毫米工具。

最重要的是，第三方装修公司和经纪人也坐拥库存。据格雷格说，目前的库存比600辆高出大约10%到20%。

这又增加了大约60到120个额外的工具。因此，据估计，目前有660到720个200mm内核可用。这一数字不包括应用材料、ASML、Lam、TEL等原始设备制造商的200mm刀具库存。

这个问题?尽管目前市场上大约有660到720个核心，但“对200mm核心的需求至少在1000个左右，”Greig说。

相比之下，目前公开市场上有2000个300mm芯或工具。“我们确实看到了300毫米的增长，但增长缓慢，”她说。“人们不会增加300毫米的容量。”

至少目前的重点是200mm，这与几年前相比是一个很大的变化。

全球资产管理公司EquipNet的半导体产品主管迈克尔•祖尼诺(Michael Zunino)表示:“我们过去常常把那种(200mm)设备扔掉。”该公司为二手设备提供评估和拍卖服务。“现在一切都回到了游戏中。”

EquipNet正试图改变当前的代理模式。“投资复苏现在是一个大问题，”该公司拍卖副总裁托马斯·努南(Thomas Noonan)说。“我们已经这样做了10年。如果EquipNet可以为客户节省20万美元的投资回收，就可以挽救一些人的工作。我们最大限度地利用他们的内部设备。”

的解决方案
为了解决200mm工具的短缺问题，该行业正朝着几个不同的方向发展。例如，少数第三方二手设备公司不仅销售二手系统，而且还以自己的品牌开发新系统。

随后，Applied、ASML和Lam将重新进入200mm市场。其他原始设备制造商正在加强他们新的和旧的200mm的努力。

不过，目前尚不清楚原始设备制造商能否弥补这一缺口，尤其是在特定的工具市场。一般来说，光刻工具是在二手市场上最难找到的200mm设备。

阿斯麦成熟产品销售业务发展主管泰德•谢弗(Ted Shafer)表示:“供应一直很紧张。”“没有人过度购买光刻技术。”

在200mm领域，阿斯麦采取了多管齐下的战略。与之前一样，ASML为150mm和200mm晶圆厂销售旧的248nm工具。此外，该公司还可以在现场使用旧的ASML扫描仪并对其进行翻新。

新的是ASML还可以采用其高通量300mm平台TwinScan，并将其重新配置为新的200mm光刻系统。Shafer说:“如果你把它改装成200mm，它通常会给你带来拥有成本的优势。”

阿斯麦的举动凸显了整个200mm领域的一个关键趋势。应用材料公司的Cummings说:“这不仅仅是以更低的价格翻新工具。“越来越多的客户确实需要并期待新技术。”

事实上，除了扫描仪，该行业还需要其他新的和升级的200mm工具类型，如CMP系统、蚀刻机、沉积工具等等。

作为回应，应用材料公司最近重新启动了200mm的生产工作。“我们仍然可以制造全新的200mm工具，”卡明斯说。“我们有许多新的舱室和系统。”

和以前一样，应用材料公司也翻新旧工具。他说:“我们的大部分业务是翻新行业中已经存在的工具。”

与此同时，Lam还在cvd，蚀刻和湿洗三个领域重新启动了200mm工具的生产。“我们意识到我们不能把所有人都推到300毫米。许多客户现在对200mm的技术要求更高，”Lam的Sachse说。与以往一样，林亦提供二手工具翻新服务。

此外，TEL还继续生产新的200mm工具。TEL还继续在二手设备领域遵循更传统的路线。TEL公司现场运营高级副总裁Kevin Chasey说:“我们正在努力开发所谓的无核心制造能力，你可以将使用过或翻新的部件组装成一个系统。”

总而言之，每个晶圆工具公司都有不同的策略。无论如何，原始设备制造商、二手设备公司和代理商在200mm领域面临着同样的挑战。

例如，一家芯片制造商希望为给定的晶圆厂流程采购具有高级规格的200mm工具。为此，芯片制造商可以采取几种不同的路线——从OEM购买新的200mm工具，或者从OEM或第三方购买翻新的系统。

专注于翻新化学机械抛光(CMP)工具的Entrepix销售和营销副总裁吉姆·梅洛(Jim Mello)说:“这一切都取决于客户的需求。”“如果他们拿着说明书来找你，说‘我需要最新的设备。然后，他们将不得不去找OEM。但如果技术水平低于这一水平，那么他们就有选择。”

然后，下一个挑战是在市场上找到一个新的或使用过的工具。据Mello称，仅在200mm CMP工具市场，全球可用的核心就不足20个。“300mm CMP工具也不多，”他说。

无论如何，有时很难找到零件来构建新的或旧的200mm工具。有时，这些电路板、芯片和软件已经过时或不再生产。

但是，即使可以获得零件，备件和子系统有时也相对昂贵，这反过来又可能提高给定工具的整体价格。Lam的Sachse说:“仅仅是控制200mm工具的成本就是一个巨大的挑战。”

几乎从零开始构建一个新系统是困难的。但是翻新旧系统是有问题的。Ebara欧洲业务系统销售和营销主管汉斯•彼得斯(Hans Peters)表示:“获得‘第一代’工具相对容易。“但这些都是你不想再卖的工具，因为它们已经停止使用，很难维护，也很难向它们交付零部件。”

它也很难处理第二代(或更高)200mm工具。“市场上的那些核心产品有时状态非常糟糕。有时候，当你打开盒子的时候，你会有很多惊喜。这使得翻修过程有时变得困难和不可预测，”他说。

有一些好消息。许多原始设备制造商和二手设备公司正在招聘能够制造、服务和支持老式200mm工具的人员。

坏消息是200mm刀具的短缺不会消失，至少在可预见的未来是这样。

-Jeff Dorsch和Ed Sperling对本文也有贡献。

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