需求回升为200毫米

需求持续增加200毫米晶圆厂产能和设备,为在未来数月可能短缺。

但也有一些不确定因素,如果不是警告信号,在200毫米市场和整个集成电路产业。贸易争端,以及在中国当前的冠状病毒疫情,可能会影响芯片和设备市场。影响的大小和持续时间目前还不清楚。

尽管如此,多年来,200 mm芯片制造商的市场一直是一个相当大的业务和设备供应商。200毫米晶圆厂旧设施处理芯片在成熟的节点,范围从350纳米到90纳米。总的来说,全世界有超过200的晶圆厂生产的芯片使用200毫米(8英寸)晶圆直径。今天,中国有几个新的200 mm晶圆厂项目在画板上。

更高级的芯片晶圆厂生产使用较大的300毫米(12英寸)晶片大小。许多芯片制造商也在300 mm晶圆厂生产设备在65纳米以上使用成熟的过程。的决定产生一个芯片在200毫米或300毫米晶圆厂取决于设备类型和过程。

今天,200 mm晶圆厂产能需求是一个喜忧参半。量化需求的一个方法是通过查看工厂的产能利用率。平均200毫米晶圆厂的产能利用率在今天的铸造厂从80%到100%不等,这取决于公司,据SurplusGlobal估计,二次设备的供应商。与此同时,200 mm晶圆厂的产能利用率在集成设备制造商(IDMs)从50%到100%不等,根据SurplusGlobal。IDMs生产设备在他们自己的晶圆厂和销售他们自己的品牌。

200毫米晶圆厂产能需求尤其强烈的铸造厂在中国,台湾和其他地方。“大多数8英寸铸造工厂利用率超过90%,”布鲁斯Kim表示SurplusGlobal的首席执行官。“我们看到非常强劲的需求在下半年。”

作为回应,铸造供应商正在建设新的200毫米的能力。问题是200毫米的持续短缺的设备。今天,这个行业需要超过2000 3000新的或翻新的200毫米工具或“核心”来满足200 mm晶圆厂的需求,但也有不到500,根据SurplusGlobal。核心是指一块必须翻新的二手设备可用。

林研究、电话、应用材料和其他设备供应商建立新的200毫米的工具来满足需求。此外,中国设备供应商正在开发200毫米的工具。二次或使用设备供应商也卖200毫米齿轮。一般,200 mm设备很难找到和能力是昂贵的。

图1:200 mm晶圆厂的数量的增长。来源:半

200毫米的繁荣
在半导体生产流程,硅片制造商发展基于不同直径大小的晶片,如150毫米,200毫米和300毫米。的晶圆芯片制造商,销售过程成芯片工厂。

在前缘,芯片制造商加大设备下面的16 nm / 14 nm节点和先进的300毫米晶圆厂。在300 mm晶圆厂,芯片制造商也在上面几个成熟的部分生产设备16 nm / 14 nm,针对汽车、物联网、无线。

两段都可行的原因不同。“更快的晶体管需要更快和更低的功率芯片有更多的晶体管每一美元,说阿基》的首席执行官d2。“今天,物联网与足够好的性能和低成本集成赢得更多和更高的计算密度。”

图片的需求不同的流程节点。例如,台积电正在经历强劲需求与供应紧张7海里,这是今天最先进的生产过程。相比之下,有一个在28 nm供过于求。

并不是所有的芯片需要300毫米晶圆厂。模拟、微机电系统、电力半导体、射频和其他芯片晶圆厂生产在200 mm晶圆尺寸和小。

“不是所有的芯片都需要先进的设备,”道格拉斯·格雷罗州说,资深技术专家布鲁尔科学。“这类日常电子产品发展的需要,是在老生产200毫米线。无论是一个智能自动调温器在家里或温度传感器在车里,与老一辈设备这是可以做到的。汽车似乎是一个大的司机。”

第一个200 mm晶圆厂出现在1990年代,晶片大小成为领先的标准多年。到2007年,总共有193 200毫米晶圆厂在世界范围内,从62年的1995人,根据半。

从2000年代开始,许多芯片制造商从200 mm到300 mm晶圆厂。更大的晶圆意味着芯片制造商可以处理更多的死亡/衬底,转化为生产力并降低成本。“这取决于使用的产品类型和技术,“Christian格雷戈尔Dieseldorff表示半分析师。“总体而言,300 mm晶圆面积的2.25 x大于200毫米。”

最初,过渡到300 mm晶圆厂是困难的,但最终迁移得到了回报。“300毫米的优点主要是成本递,但是还有其他因素,“Dieseldorff说。“300毫米的引入,新的和更高的标准进化具有成本效益的工具,以及无尘室。”

需求的飙升
200毫米市场很安静,直到2015年有一个需求猛增,芯片基于更成熟的过程。许多设备可以在老200 mm晶圆厂。

因为这个行业没有保持其历史投资200毫米晶圆厂,芯片制造商有一个缺口200毫米的能力。从2016年到2018年,200 mm晶圆厂产能在铸造厂售罄。在某些情况下,顾客无法满足产品的需求。

繁荣前,少数设备供应商开发新200毫米系统。不过,一般来说,200毫米工具供应短缺。许多可用的200毫米系统是过时的或无法使用。备件是很难找到。

然后,在繁荣时期,许多设备供应商开始开发新的200毫米的工具。供应商把旧工具和翻新或从头开始构建新的。

使用设备供应商也扩大了200毫米的努力。一般来说,这些厂商在公开市场上购买使用工具和翻新。甚至成为一个像eBay这样的在线网站来源设备。

问题开始浮出水面。有许多著名的新的或二级供应商200毫米齿轮。但一些设备买家,争夺的工具,系统没有检查他们买的。在某些情况下,工具工作。但有时,系统是不合格的和/或简单地失败了。

工厂产能的趋势
有几种方法可以看200毫米的市场。一是把市场分成两个parts-fab能力和设备。

第一部分的方程,一、铸造厂和客户必须密切关注200毫米和300毫米晶圆厂的规划能力的目的。那样你就可以满足现在和未来的需求。

跟踪200 mm晶圆厂能力涉及到几个变量。首先,供给和需求是IC商业周期密切相关。上面一层是一个迁移的因素。一些芯片类型将继续在200 mm晶圆厂生产了很长一段时间。还是其他芯片从200毫米到300毫米植物迁移。

“从全球市场的角度来看,权力相关产品,如电源管理ic (PMICs)和分立器件,以及射频开关、单片机和显示驱动电路仍然是主要支柱制造业200毫米。MEMS还将保持在200毫米,“企业营销的副总裁史蒂芬·刘说联华电子。“然而,我们看到单片机需要更多的性能已经或正在逐渐搬到300毫米,以及一些射频开关和PMIC产品。”

跟踪工厂的基础也是具有挑战性的。总共62 IC公司自己的一个或多个200毫米晶圆厂今天,根据IC的见解。相比之下,25家公司有300 mm晶圆厂,根据IC的见解。这包括IDMs和铸造厂。

在铸造方面,GlobalFoundries、三星、SkyWater,中芯国际,TowerJazz,台积电、联电等使设备在200 mm晶圆厂外客户。许多铸造厂商也有300 mm晶圆厂。

并不是所有的200毫米晶圆厂是一样的。每个公司经营不同的产品在工厂和过程。输出也各不相同。“这一切都取决于产品的类型,“半Dieseldorff说。“每个工厂的装机容量从每月140000片(wpm)为小公司不超过每分钟10000个字。平均每分钟40000个字是一个很好的价值。”

总的来说,全球200 mm晶圆厂生产的数量预计将从189年的2016增加到213年的2022人,根据半。在200毫米,全球装机容量预计将在2022年达到每分钟640万个字,从2019年的每分钟580万个字,根据半。

几个新200 mm晶圆厂在今天的工作,主要是在中国。”包括研发、epi和其他人来说,我们有16个设施在雷达在2019年开始建设,“Dieseldorff说。

200毫米晶圆厂产能需求是一个移动的目标。例如,200毫米2019年上半年市场冷却,但去年年底反弹。

已经延续2020年的第一部分。例如,联华电子的200毫米晶圆厂的产能利用率在中期运行范围在2020年第一季度的90%。“我们希望看到更高的8英寸利用率2020年第一季度之后,“杰森·王说,联电的联席总裁,在最近的一次电话会议。

与200毫米,300毫米铸造能力成熟的节点不是卖完了。“我们认为300毫米成熟的过程仍在增长的市场稳步从全球市场的角度来看,“联华电子的刘说。

200毫米,与此同时,继续扩大,作为一个新的供应商将很快进入战场的集合。今天,碳化硅(原文如此)设备制造商在生产150毫米晶圆厂(6英寸)。克里族、罗姆和意法半导体在计划阶段建立200毫米SiC晶圆厂。

推动200毫米受到电动汽车市场。许多电动汽车使用的碳化硅电力设备在汽车的各个部分。

“估计对碳化硅材料的需求将在2030年增长到超过200亿美元,该行业的过程中如何满足这些预期的要求,其中包括从150毫米到200毫米晶圆厂。我们将开始看到行业内的过渡开始在未来3到5年,”伊特他私下说,高级副总裁兼总经理Wolfspeed科锐公司。

当然,这需要200毫米晶圆厂的工具,而对SiC供应商可能会存在一些挑战。“来支持我们的发展计划,克里族将采购工具,都是150毫米,200 mm-capable。我们将购买新的和使用的工具,这是共同为这种类型的构建和不会有任何问题找到必要的工具来促进能力的增加,”他说。

购买设备
在某种程度上,IDMs和铸造厂将扩大200毫米的能力。“2019年是慢的一年,但其明显2020/21会更强大,”斯图尔特Pinkney说,销售和营销的副总裁尼康精密欧洲。“虽然我们看到一些能力在200 mm晶圆厂,我们知道这将是消费随着今年的继续,因此支持推动设备。”

那么,你能购买200 mm设备吗?一种选择是直接通过工厂设备供应商或OEM,其中有许多部门出售新和翻新的工具。oem开发200毫米工具最新的特性,但他们也收取更高的价格。

一群中国设备供应商也卖200毫米的工具。在中国,政府正在推动芯片制造商从这些供应商购买设备。

另一个来源是次要的或二手设备公司。一些专攻一个工具类型,而其他人出售一系列的系统。一些做出自己的工具。

经纪人和eBay等网站也卖二手设备。一些芯片制造商也使用齿轮在公开市场上出售。

设备买家采购齿轮应采取以下步骤:

• 做你的作业。有很多地方买工具,但有时很难找到合适的供应商。
• 检查设备的人。工具看起来听起来,但它可能是不合格的。
• 确保有备件。
• 调查计划或保修服务。

找到合适的工具,工作也很重要。但也有众多的供应商选择。很难列出所有公司和他们的产品。看看市场的一种方法是强调一些公司和探索的问题。

例如,光刻工具通常是最困难的200毫米系统在市场上采购。光刻技术是模式的艺术晶片上的小特征尺寸。

尼康和其他人提供新的和翻新200毫米光刻工具。尼康提供365 nm和248 nm平台。

“200 mm设备持续短缺,尼康的Pinkney说。“我们没有看到任何重大变化在整体环境中,新设备或进入市场的核心工具。我们相信这种情况会持续到2020年。”

情况类似的300毫米光刻工具成熟的节点。“我们的工具的成熟节点能够200毫米和300毫米加工、“Pinkney说。“相同的问题存在的可用性平的工具。”

有几家公司生产和销售200毫米沉积和蚀刻设备。沉积涉及薄膜表面。蚀刻工具去除材料。

有几种不同类型的沉积和蚀刻系统。一些工具类型比其他人更难找到。这是一个个案,虽然供应商必须准备好任何供应/需求周期。

“我们有一个积极的团队专注于识别和获取200毫米系统内核燃料本厂翻新业务,”大卫·海恩斯说,战略营销主管林的研究。“因为我们一直仍然致力于服务于200毫米市场,我们保留了生产能力和供应链支持这个业务和满足市场的需求,即使在业内重要的坡道。然而,尽管我们的积极的方法,它并不总是能够找到在公开市场上所需的核心。这就是我们建立新的工具的能力是至关重要的,以确保我们能供应的产品我们的客户需要时需要他们。”

林继续制造沉积、刻蚀、清洁工具和其他产品200毫米晶圆厂。介绍了一些沉积和光刻胶系统市场在300年少数的解决方案。“我们已经公布的200毫米版本,为我们的客户提供增强的技术性能和生产率在200毫米,”海恩斯说。

300毫米的动力工具是不同的。“翻新300毫米的市场过程工具仍然非常活跃。200毫米相比,有更多的300毫米的工具用于翻新,但使用正确的规范可以找到高质量的核心是一个挑战,”海恩斯说。“然而,当正确的核心并不可用,我们有能力建立旧一代又一代的新工具以及使用系统。这些都是新构建使用一些翻新部件返回客户升级计划的一部分。”

检查和计量与此同时,在200 mm晶圆厂也至关重要。在芯片检测设备发现的缺陷,而计量是用来测量结构。

这些系统供应商看到200毫米齿轮的需求。“市场与去年相同的能力正在稳步增加。手机制造商正在开车的额外需求高端成熟市场工具,和汽车需求预计将增长,”说Wilbert Odisho,副总裁和总经理心理契约。

解放军re-manufacturers许多遗留的工具,尤其是空白晶片检查测量和电影。“我们也积极收购旧翻新的工具。我们的客户都知道的设备短缺和非常积极的关于提交采购订单提前。我们没有看到任何问题会议2020年预估,200毫米要求”Odisho说。

需求也捡300毫米的工具。“我们看到新的成熟的300毫米晶圆厂正在建设尤其是在中国,操作主要是在65 nm和更高的设计节点。我们与合作伙伴和客户获得和翻新300毫米的核心工具,但是我们也提供新的300毫米的工具解决成熟的市场的需求,”Odisho说。

结论
显然,200毫米市场充满活力,并且在可预见的未来仍将是可行的。所以这个行业必须继续投资于200毫米晶圆厂产能和设备。

这是巨大的挑战。利润和利润率不一样大300毫米。但200毫米是难以忽视,即使它并不会使相当大影响底线。

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