半導(dǎo)體晶圓的供應(yīng)鏈?zhǔn)Ш?,需求明顯高于晶圓供應(yīng)商的能力,造成的短缺可能持續(xù)數(shù)年。
對(duì)于12英寸晶圓,排名前五的大廠商——日本硅晶圓制造商 SEH和 Sumco、德國的 Siltronic、中國臺(tái)灣的環(huán)球晶(GlobalWafers)和韓國的 SK Siltron——終于在去年采取了行動(dòng),它們?cè)谛碌木A設(shè)施上投入了數(shù)十億美元。這五大廠商占據(jù)了 90% 的市場(chǎng)份額,但它們的“新建”晶圓廠最早要到 2024 年才能生產(chǎn)晶圓。
其中較大的玩家里,只有生產(chǎn)用于 MEMS、傳感器、射頻和功率器件制造的先進(jìn)定制硅晶圓的 Okmetic(市場(chǎng)份額排名第 7)正在投資8英寸產(chǎn)線。還有一些玩家來自中國,中國有一個(gè)廣泛但相當(dāng)分散的晶圓供應(yīng)商群體正在參與這場(chǎng)游戲。業(yè)內(nèi)專家表示,中國生產(chǎn)商尚未掌握所需的質(zhì)量水平,但他們達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)可能只是時(shí)間問題。
體積和成本是12英寸的關(guān)鍵所在。但在8英寸晶圓上構(gòu)建的芯片是許多終端產(chǎn)品的關(guān)鍵路徑。正如 Okmetic 的 CCO 和SEMI 硅晶圓制造商集團(tuán)的新主席 Anna-Riikka Vuorikari-Antikainen指出的那樣,消費(fèi)者不愿意購買沒有雷達(dá)的汽車、沒有先進(jìn)傳感器的洗衣機(jī)或沒有 5G 的手機(jī)。這些市場(chǎng)依賴于通常在8英寸晶圓上制造的芯片,而這些8英寸晶圓通常具有它們所服務(wù)的市場(chǎng)所獨(dú)有的特性,體積更小,制造通常更復(fù)雜。但在最終產(chǎn)品中,很可能包括成百上千的芯片,任何一個(gè)芯片的短缺仍然會(huì)造成供應(yīng)瓶頸。
不過,晶圓供應(yīng)商不能只是加快速度生產(chǎn)晶圓。正如 Techcet 的市場(chǎng)研究總監(jiān)所說,晶圓制造沒有摩爾定律,制作晶圓是一個(gè)艱巨的過程。此外,他指出,僅在過去一年,硅晶圓收入才恢復(fù)到 2007 年的水平,目前的 ASP (晶圓代工平均售價(jià))仍比 2007 年低 36%。
但現(xiàn)在,由于產(chǎn)能比以往任何時(shí)候都更加緊張,價(jià)格正在上漲——晶圓供應(yīng)商報(bào)告的盈利能力創(chuàng)歷史新高,尤其是對(duì)12英寸晶圓的需求。然而,他說,“問題不在于價(jià)格,而在于供應(yīng)鏈的穩(wěn)定性。”
他說,2021年是創(chuàng)紀(jì)錄的一年??傮w而言,晶圓出貨面積增長了 14% 至 142 億平方英寸,相當(dāng)于 1,700 個(gè)美國足球場(chǎng)。與此同時(shí),12英寸出貨量增長超過 13%,而8英寸出貨量增長超過 15%,從2020年開始強(qiáng)勁復(fù)蘇。Techcet 預(yù)計(jì) 2022 年整體出貨量將增長約 6%。
Techcet 表示,整個(gè)硅晶圓市場(chǎng)(包括 SOI 晶圓)的收入增長了 14.5%,并在 2022 年再次增長 10%,達(dá)到 155 億美元。這是十多年來晶圓行業(yè)首次連續(xù)兩年實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)增長。
然而,這種增長是以美元為單位的,主要是由于價(jià)格上漲,而不是晶圓產(chǎn)量的增加。Tracy指出,2022年12英寸的需求量約為每月7200片晶圓(wpm)。但到2024年,即使以100%滿負(fù)荷運(yùn)營,12英寸晶圓的總生產(chǎn)能力仍將低于需求的10%左右。
與此同時(shí),在規(guī)模小得多但增長極快的市場(chǎng)中,例如基于碳化硅(SiC)晶圓的芯片,目前不存在短缺。但如果需求如預(yù)期的那樣發(fā)展,那么晶圓短缺也即將到來。