硅晶柱切成薄片后的晶圓直徑不斷增大后，大直徑的晶圓可以再被切成更多片的裸片(Die)，進(jìn)而提高晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能。這促使晶圓廠需要不斷地進(jìn)行迭代更新，并不是簡(jiǎn)單的數(shù)字游戲，由于越粗的硅晶柱越難拉出好品質(zhì)的晶圓，12吋晶圓廠工藝上會(huì)比8吋或者6吋先進(jìn)許多，更別說18吋了。
但這是大趨勢(shì)，和摩爾定律一起推動(dòng)IC制造向前發(fā)展。
過去的十年中，隨著IC制造商整合或過渡到fab-lite或fabless業(yè)務(wù)模式，IC行業(yè)一直在削減其舊產(chǎn)能。ICInsights在其最新發(fā)布的《2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能》報(bào)告中指出，由于過往十年中期（2015/2016年）的并購活動(dòng)激增，且越來越多的公司使用20nm以下先進(jìn)制程技術(shù)生產(chǎn)IC器件，供應(yīng)商已經(jīng)淘汰了效率低下的晶圓廠。報(bào)告還指出，自2009年以來，全球半導(dǎo)體制造商已經(jīng)關(guān)閉或改造了100座晶圓廠。
北美和日本關(guān)閉造晶圓廠數(shù)量最多
回顧過往，自2009年以來日本和北美70%的≤200mm（8吋）晶圓廠已經(jīng)消失。
圖1：各地區(qū)關(guān)閉的晶圓廠數(shù)量
數(shù)據(jù)顯示，日本和北美關(guān)閉的晶圓廠占了大多數(shù)。究其背后原因，許多關(guān)閉的晶圓廠使用了數(shù)十載，已經(jīng)超出其被定義為“有用”的范疇。因此，關(guān)閉這些晶圓廠以使用更具成本效益的設(shè)施。在一些情況下，擁有晶圓廠成為很重的負(fù)擔(dān)，一些公司選擇將晶圓廠外包給晶圓代工廠，轉(zhuǎn)型為fab-lite或fabless的商業(yè)模式。
圖2：按晶圓尺寸和年份劃分的晶圓廠分布
ICInsights已經(jīng)得到了另外四個(gè)晶圓廠的確切消息，一個(gè)是NJR的，兩個(gè)是瑞薩電子的，還一個(gè)是ADI的，這些晶圓廠預(yù)計(jì)將在2020-21年關(guān)閉。同時(shí)，TI（德州儀器）在2020年3月初表示，將在未來幾年（計(jì)劃不晚于2023年至2025年）關(guān)閉兩座6吋晶圓廠。鑒于新晶圓廠和制造設(shè)備的投入飛漲，并且隨著越來越多的IC公司過渡到fab-lite或fabless業(yè)務(wù)模式，ICInsights預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)將有更多的工廠關(guān)閉。
特別需要指出的是，在2007-2008年經(jīng)濟(jì)大蕭條之后不久，晶圓制造業(yè)緊鑼密鼓地掀起了一波關(guān)閉熱潮，當(dāng)時(shí)各公司都在密切審查其運(yùn)營(yíng)成本。十年后，新冠病毒對(duì)全球企業(yè)造成了嚴(yán)重破壞，并極大地影響了全球經(jīng)濟(jì)，這是否會(huì)掀起另一波關(guān)閉工廠的浪潮呢？
6吋晶圓廠還有余熱
ICInsights指出的這個(gè)問題無疑是從技術(shù)迭代和供需平衡出發(fā)給出的“靈魂拷問”。
但如果你足夠關(guān)注ICInsights的報(bào)告，你會(huì)發(fā)現(xiàn)排除新冠病毒這個(gè)不確定因素的影響，2009年至今，全球關(guān)閉晶圓廠的節(jié)奏在2018年和2019年已經(jīng)放緩。本次統(tǒng)計(jì)的關(guān)閉或改造的100座晶圓廠中，在2009至2017年這9年當(dāng)中就有92座晶圓廠關(guān)閉或改變用途，也就是說2018年和2019年合計(jì)只關(guān)閉了8座晶圓廠，其中2019年只有3座。
我們把時(shí)間再往前提，實(shí)際上2009年至2013年就已經(jīng)關(guān)閉了72座晶圓廠。不過，不管是2009年至2013年這五年，還是2009年至2017年這9年，關(guān)閉的晶圓廠中150mm（6吋）晶圓廠都是最多的，2009年至2013年期間的數(shù)量占比是40%；2009年至2017年期間的占比則為41%。
從這點(diǎn)來看，6吋及以下尺寸的晶圓制造會(huì)慢慢退出歷史舞臺(tái)。
不過，當(dāng)前還是有一些器件需要6吋晶圓的，比如車用IGBT、MOSFET功率器件、MEMS、CMOS圖像傳感器、二極管和三極管等。還有一點(diǎn)值得注意的是，車用半導(dǎo)體和模擬器件制造商放棄6吋工廠后，基本都是向8吋晶圓傾斜，但8吋晶圓自2017年開始便一直緊缺，2019年的15個(gè)新晶圓廠建設(shè)計(jì)劃中，約有一半是8吋的。
因此，新冠疫情造成的影響會(huì)不會(huì)達(dá)到經(jīng)濟(jì)危機(jī)的程度或者強(qiáng)于經(jīng)濟(jì)危機(jī)便成為6吋及以下晶圓退出歷史快慢的關(guān)鍵。
本土晶圓制造的“窗口期”和“雞/蛋危機(jī)”
新冠疫情出現(xiàn)之前，晶圓制造市場(chǎng)趨勢(shì)預(yù)計(jì)是這樣的。SEMI預(yù)計(jì)，2019~2022年，全球8吋晶圓產(chǎn)量將增加70萬片，增加幅度為14%，其中，MEMS和傳感器相關(guān)產(chǎn)能約增加25%，功率器件產(chǎn)能預(yù)估將提高23%。
ICInsights2019年12月發(fā)布的報(bào)告指出，2020年全球?qū)⒂?0座新的12吋晶圓廠進(jìn)入量產(chǎn)，其中兩座位于中國內(nèi)地，全球晶圓產(chǎn)能將新增1,790萬片8吋約當(dāng)晶圓，2021年新增產(chǎn)能將創(chuàng)歷史新高達(dá)2,080萬片8吋約當(dāng)晶圓。這些晶圓產(chǎn)能增加主要來自三星、SK海力士、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、武漢新芯、華虹宏力等。
華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院的這個(gè)統(tǒng)計(jì)表告訴我們，內(nèi)地有27個(gè)在建或者在擴(kuò)建的晶圓廠，少數(shù)是國外企業(yè)在華工廠，大部分都是本土企業(yè)，目前內(nèi)地疫情管控效果積極，這些項(xiàng)目勢(shì)必會(huì)進(jìn)行下去。本土晶圓制造企業(yè)最缺的除了資金就是時(shí)間，晶圓廠出產(chǎn)能一般至少需要2年的時(shí)間，此消彼長(zhǎng)之下，對(duì)于這些有資金的企業(yè)而言，新冠疫情期間可以說是一個(gè)“機(jī)會(huì)難得”的窗口期。
需要警醒的一點(diǎn)是“先有雞，還是先有蛋”的邏輯陷阱。疫情之下，國內(nèi)的晶圓廠有望拿到更多的訂單，但完成量的尺度實(shí)際上握在硅片廠商手里。目前，全球主要的半導(dǎo)體硅片供應(yīng)商包括日本信越化學(xué)（Shin-Estu）、日本三菱住友（SUMCO）、德國Siltronic、韓國SKSiltron以及中國臺(tái)灣的環(huán)球晶圓、合晶科技，五大硅片供貨商的全球市占率達(dá)到了92%。其中日本信越化學(xué)市占率27%，日本三菱住友市占率26%，臺(tái)灣環(huán)球晶圓市占率為17%，德國Silitronic市占率13%，韓國LGSiltron市占率9%。
如果這五家企業(yè)由于新冠疫情影響宣布減產(chǎn)，那么新建的晶圓廠中的一部分產(chǎn)線就成為了擺設(shè)，ICinsights的問題也會(huì)得到“肯定”的答案。
來源：與非網(wǎng)
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