强芯背景下 全球8英寸晶圆市场的机遇与挑战

　　第一座200 mm晶圆厂于1990年出现，200 mm晶圆尺寸逐渐成为多年的行业标准。随着时间的推移，芯片制造商在2000年代开始向更先进的300 mm晶圆厂迁移，市场对200 mm晶圆的需求增长开始萎缩。到2007年，200 mm晶圆需求达到顶峰，市场开始下降。

　　晶圆尺寸的相对差异

　　尽管如此，2015年末，产业出现了对200 mm晶圆厂芯片的意外需求。这使得IC供应链不堪重负，导致2016年和2017年200 mm晶圆厂的产能短缺。进入2018年，200 mm晶圆产能仍然紧张，且似乎无法预计何时能够缓解。

　　尽管如此，对200 mm晶圆的需求已经令产业措手不及，并迫使芯片制造商和晶圆厂设备供应商更加认真地对待该技术。例如，代工厂提高了具有新工艺或改进工艺的200 mm产能。然后，多家晶圆厂设备供应商开始打造新的 200 mm晶圆制造设备。

　　SEMI分析师Christian Gregor Dieseldorff表示，总体而言，量产200 mm晶圆厂的数量预计将从2016年的188家增加到2021年的202家，该数字包括IDM和代工厂。

　　200 mm晶圆厂数量的增长

　　大部分正在建设的新200 mm晶圆厂都在中国。“目前，我们正在关注中国建造中的四座200 mm晶圆厂。这四座晶圆产将用于功率器件和MEMS代工，”Dieseldorff表示，“此外，中国还宣布将建设两座(MEMS和功率IC)新的200 mm晶圆厂。我们预计这两座晶圆厂将在今年末开工建设，并将在明年年底左右建设完成。”

　　通常一家典型的200 mm晶圆厂每月生产大约40000片晶圆。这些工厂会在6 um到65 nm的各个工艺节点上生产晶圆。“180 nm/130 nm/110 nm工艺节点的产品很多，这主要取决于应用的需要，”UMC的Ng表示，“RF器件，尤其是RF SOI正在推动产能的大幅增长。当然，功率器件也包括在内，以及像BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)这样的产品。”

　　在200 mm晶圆尺寸，相关应用正在爆炸式增长。“我们看到应用领域正在不断扩大，” Applied Materials(应用材料公司)200 mm设备产品部战略和技术营销总监Mike Rosa说，“包括电动汽车和ADAS(先进驾驶辅助系统)，以及智能手机中不断增加的新功能。”

　　据Rosa称，“在这些器件的需求中，200 mm晶圆代工厂利用率约为85%~95%之间，如今有一些报告称能达到100%。”

　　根据Semico Research制造总经理Joanne Itow的数据，2017年200 mm晶圆需求增长了9.2%。而据Itow称：“模拟、分立器件、MCU(微控制器)、光电子器件和传感器，都推动了200 mm晶圆产能需求的增长。”

　　2018年，市场在某种程度上正在降温。她表示：“2018年200 mm晶圆的需求增长将回落到4.2%的历史正常水平。”

　　2018年按产品类别划分的200 mm晶圆需求

　　市场进入降温期的一个原因是晶圆厂产能紧张，制造商无法扩张。另外，即使器件制造商想要扩展，还需要面对设备短缺的问题。

　　尽管如此，200 mm晶圆厂的产能紧张，预计仍将持续一段时间，特别是代工厂。Global Foundries射频业务部高级副总裁Bami Bastani表示：“业内200 mm晶圆产能已被超额定出。很多器件其实并不需要非常先进的工艺节点。”

　　例如，高端智能手机中采用了最先进的芯片，但那只占其众多器件中的一小部分。“其余器件包括PMIC(电源管理IC)、模拟器件和BCD类技术，”Bastani说，“大部分这些产品并不需要更小的工艺尺寸。直到它们走到产品生命周期的尽头之前，客户都不会轻易放弃它们。”

　　一般来说，客户很乐意在成本更低的200 mm晶圆代工厂制造这些器件。但200 mm晶圆产能并不充足，而且利润低于300 mm晶圆。

　　这给代工厂带来了一些挑战。首先，供应商必须持续的投入并升级各种200 mm工艺。其中一个例子就是汽车行业，即使是200 mm晶圆，客户仍需要升级的工艺。“行业需要不断投资新的技术。看起来我们无法足够快地开发这些技术，” Applied Materials的Mike Rosa说。