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为什么说晶圆厂扩产是件难事
旺材芯片 | 2021-02-28 23:47:21    阅读:269   发布文章

为了满足当前全球芯片短缺期间不断增长的需求,半导体行业正在大幅提高其晶圆厂产能利用率,该术语是指在任何给定时间使用的总可用制造能力的百分比。但是,提高半导体容量利用率需要时间。这并不像“翻转开关”并在一夜之间增加芯片输出那样容易。


当市场需求高涨时,例如像现在这样的周期性市场回升中,前端半导体制造设施或晶圆厂的产能利用率通常会超过80%,而某些个别晶圆厂的产能利用率可能会高达90-100%。如下表所示,在过去两年中,该行业一直在稳步提高整体晶圆厂利用率,并估计在2021年的大部分时间里利用率将进一步提高以满足需求。更高的晶圆厂利用率将增加芯片产量,并使整个行业完全满足市场不断增长的需求。

不幸的是,增加半导体产能利用率需要时间,因为半导体的生产极其复杂。制造一块芯片的过程非常复杂,它需要高度专业化的投入和设备才能以微型规模实现所需的精度。仅半导体硅片的整体制造中就可以有多达1,400个处理步骤(取决于处理的复杂程度)。而且每个过程步骤通常都涉及使用各种高度复杂的工具和机器。简而言之,制造半导体非常困难,因此需要时间。


那么为客户制造芯片需要多少时间?调研显示,晶圆厂为客户制造成品芯片可能需要长达26周的时间。主要的原因如下:制造完成的半导体晶圆的周期时间平均大约需要12周,而先进工艺则可能需要14-20周。要完善芯片的制造工艺以提高产量和产量需要花费更多的时间-大约24周。


然后,一旦制造过程完成,硅片上的半导体就需要经过最后一个生产阶段,称为后端组装,测试和封装(ATP),然后再将芯片最终制成并准备好交付给制造商。终端客户。ATP可能需要另外6周才能完成。因此,从客户下订单到收到最终产品的交货时间最多可能需要26周。下表提供了芯片制造过程中所需的一些平均时间。

这最终意味着半导体行业目前正在短期内尽其所能以提高利用率并满足汽车行业乃至所有客户的日益增长的需求。通过强制谁获得芯片和谁没有芯片来迫使行业选择赢家和输家不会克服上述制造半导体的时间常数。


半导体行业在复杂的供应链中拥有丰富的经验,可以成功地应对当前需求环境的挑战。例如,除了提高利用率,提高产量和产量外,半导体公司还建立了指挥中心,以协助最紧急的客户要求,并与客户紧密合作以确保不加倍订购。这些策略有助于在这个充满挑战的时期向客户提供最快,最有效的产品交付。

从长远来看,全球晶圆厂的总产能最终将需要增加,以满足仅通过提高利用率仍无法满足的芯片的长期需求增长。因此,全球半导体行业正计划通过在制造和研发方面的投资达到创纪录的水平,来满足未来几年这一预期的市场增长。


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