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ayx市场短缺半导体设备制造商重启8英寸设备生产
浏览: 发布日期:2021-09-09

  爱游戏官网【编者按】8英寸晶圆代工产能紧缺和涨价引发的“多米诺骨牌”效应正在向全行业传导:设计厂商等不到产能或面临客户流失风险,该如何自救?上游的产能紧缺和涨价对下游的代理、模组、终端厂商影响几何?

  (集微网报道)8英寸晶圆代工产能 从2018年起CIS、电源芯片持续紧缺便可见端倪。今年二季度开始多个终端市场需求快速成长以及恐慌性导致供需失配,8英寸产能连连告急,晶圆厂产能利用率基本都在90%以上,联电更是在第二季度达到满载。第三季度产能紧张进一步加剧,华虹半导体、华润微的8英寸线也纷纷满载。在紧张的供求关系推动下,8英寸晶圆价格上涨,据统计,除三星、台积电外,2020年第四季度联电、格芯和世界先进等公司价格提高了约10%~15%, 预计2021年涨幅可能接近20%,急单甚至达到40%;韩国媒体报道,韩国东部决定将在2021年将合同价格至少提高10%,最高20%,SK海力士和三星也计划跟进涨价。台积电则在近日取消了12英寸的部分折扣。

  多年来,芯片制造一直在提升标准晶圆的尺寸,因为更大的晶圆尺寸可以减少浪费,而且还可以提高晶圆代工厂的日产量,而且向更大尺寸的晶圆迁移,每片晶圆上芯片的数量可以提升2.2倍,从而降低制造成本。在1990年代,领先的制造商开始从6英寸迁移到8英寸,当时建造8英寸厂的成本约为7亿至13亿美元,大部分用于半导体设备,包括蚀刻、沉积和光刻系统等。1995年时,全球共有65座8英寸厂投入运营,到2002年,增长至186座。

  2000年开始,芯片制造再次向12英寸迁移,最初建造12英寸厂的成本约为20亿至30亿美元。在此过程中,8英寸厂并没有完全消失,相反大量芯片制造商仍在继续使用,ayx甚至到今天还有一些6英寸、4英寸厂。

  尽管如此,到2015年8英寸产能随着模拟、射频、MEMS等芯片需求激增而紧缺前,它已经不是行业关注的焦点。随后到从2015年至2019年间,8英寸产能一直处于供不应求的状态,设计厂商一直希望代工厂能扩产,但是此前大多数半导体设备厂商停止生产,市场上没有足够的8英寸设备可用,大多数是二手设备。今年疫情之后,产能的情形短缺愈演愈烈。8英寸晶圆逆势再次回到代工行业舞台中心。

  根据SEMI今年11月份发布的全球晶圆预测报告,到2020年底8英寸晶圆生产线条,超过历史最高值。国信证券分析师指出,2019年至2022年,全球8英寸晶圆产能将增加700千片/月,增幅为14%,年均增速约为4.5%。我国8英寸晶圆线条,在建及规划项目对应月产能约为372千片/月(占据未来两年主要增量700千片/月比例的53%左右)。

  另一个衡量方式是晶圆厂的产能,以每月晶圆片数量(wpm)衡量。SEMI指出从2019年到2021年,wpm每年约以3%到4%的速度稳定增长,到2021年8英寸芯增产能将达到22万wpm,总产能预计将达到640万wpm。

  VLSI研究部总裁Risto Puhakka指出,今年的情况比较特殊,不仅对8英寸产能需求激增,对电源、CMOS、射频等产品的需求也大大提升。但是比如TINXP这样的IDM或者模拟芯片制造商,由于疫情对工业、汽车和电力等市场的冲击,他们的2020年是非常艰难的。纯晶圆代工厂则是另一个极端。尽管IDM逐渐恢复景气,但在成熟工艺制程需求的推动下,大多数代工厂将在明年继续面对8英寸产能的强劲需求。不过他们仍将面临着8英寸设备短缺的局面。

  联电业务发展副总裁Walter Ng指出,8英寸产能的需求曾经是周期性的,但在过去几年里发生了变化,8英寸的需求一直处于高位。8英寸上生产的许多芯片都是生命周期很长的产品,也将在很长时间内继续使用成熟制程。同时还有许多新产品被开发出来,也希望能利用8英寸节点的技术和成本优势。这催生了8英寸晶圆的新范式,在可预见的未来,供不应求的状态将持续存在。

  半导体设备供应商也作出了类似预测。KLA旗下公司SPTSTechnologies的执行副总裁兼总经理David Butler表示,对SPTS的8英寸晶圆加工设备的前景非常乐观,就像过去5年左右一样。“在我们自己的统计数据中,较小晶圆市场的强劲表现非常明显。从2010年到2015年,8英寸或更小尺寸产品的销售额占比有所下降,与12英寸产品占比接近对半开。然而过去5年发生了逆转,8英寸及更小尺寸设备的销售占比再次回到2010年的水平。”该公司主提供蚀刻、PCD、CVD和热晶圆制程解决方案。2014年被奥宝(Orbotech)并购,后者于2018年被KLA收购。

  Gartner分析师Samuel Wang表示,预计所有代工厂的8英寸产能紧张状况将持续到至少2021年第二季度末,而且全年产能利用率将维持高水平。为此一些代工厂开始涨价。他指出,代工厂将有选择性的涨价,但是并不是全面涨价。例如台积电公开说明不会提升8英寸的讲个,并鼓励8英寸客户升级到12英寸来维持长期合作关系。其他代工企业的涨价幅度有限,因为多数与客户签订了合约协议以保持价格稳定,但是部分中小批量客户的价格上涨幅度更大。

  英国著名半导体咨询公司FutureHorizon创始人、总裁Malcolm Penn接受集微网采访时指出,1990年晶圆厂新建产线英寸产能急剧下降。如今所有存储产品和许多逻辑产品已经切换到12英寸产线,剩下的大多都是只适用于8英寸晶圆的,比如模拟混合信号产品,一些功率器件、射频器件等等,这些产品无法调整到12英寸晶圆,或是不需要12英寸的优势。

  他还表示,过去2~3年内8英寸晶圆供需关系保持着微妙的平衡,但是如今所有晶圆厂产能都售罄了,包括马来西亚这样没有太大竞争力的市场,并且开始涨价,明年会涨更多。“唯一的出路是建更多厂,而这需要两年时间。另外一个办法是更新部分产品工艺使他们适用于12英寸晶圆,但这也将会是一个缓慢的过程。”

  12英寸晶圆制造的情况相对好一点,供应商比较少,能更精确地控制产能,保持供需平衡。“台积电就很清楚客户需求,并精准控制着产能。这样紧密的关系在供需变化时更容易保持平衡,因此12英寸晶圆不会面临供应受限的问题。有可能出现季节性短缺或微小波折,但都浮于表面。”Malcolm Penn解释,与8英寸晶圆不同,当12英寸市场需要更多产能时,只需平衡新增产能和需求的关系,这在8英寸晶圆上是做不到的。“以台积电为例,他们会在扩产之前要求客户承诺,这样他们在建厂之前就已经落实销售渠道,永远不会过度供应,也不会有严重的短缺。偶尔会有小波折,因为需求总是即时的,而供应需两年准备。”

  随着8英寸需求爆发,产能却跟不上,究其原因,8英寸所需设备短缺是一个重要原因。由于多数8英寸晶圆代工建厂时间较早,运行时间大多长达10年以上,部分设备太老旧或者难以修复,同时,由于当前12英寸晶圆代工厂资本支出规模巨大,部分厂商停止了8英寸晶圆产线,使得相关设备供应商缺乏研发和生产相关设备的积极性。

  Malcolm Penn表示,对半导体设备公司来说更愿意出售12英寸设备,因为它们价格更高,公司能进账更多,8英寸设备不再那么有吸引力。因供应有限,业内很早就开始从已关闭的工厂购买二手设备,但最终二手设备也售罄,所有资源都已经被高效利用,也没有二手设备可购入,8英寸的产能就很难提升上去。

  通常购买8英寸设备有几个途径,包括半导体设备制造商的新设备,以及翻新了核心系统的二手设备;二手市场或二手设备公司收购后自行翻新再出售,有些甚至建立了自己的品牌。此外一些中间商和在线购物平台(例如eBay)出售二手设备,部分芯片制造商也在公开市场上出售。

  尽管如此,8英寸设备变得越来越紧俏,已经呈现出逐渐枯竭的态势,其中,蚀刻机、光刻机、测量设备最为抢手。一方面,市场上缺少可用的旧设备。二手设备供应商SurplusGlobal就曾表示,今年早些时候,行业需要2000至3000多个新的或翻新的8英寸设备或核心部件来满足8英寸晶圆厂的需求,但可用的不到500个。在8英寸产能需求激增的情况下,可用二手设备更少了。

  在市场短缺的情况下,不能再像以前一样购买廉价的二手设备,有时晶圆厂只能直接向设备制造商购买价格相对昂贵的新设备,包括应用材料,Lam Research,TEL, Kokusai, ASMI,ASML等等。不过好消息是一些半导体设备制造商又开始生产8英寸设备。据VLSI Research统计,2020年预计8英寸WFE市场反弹并增长6%至7%,明年也将保持同等规模的增长。

  比如光刻系统是最难买的8英寸设备之一,佳能现在将继续开发8英寸及更小尺寸晶圆的新型i-line和248nm光刻系统,尼康也同时提供翻新和新的365nm和248nm光刻系统。几家8英寸沉积和蚀刻设备供应商也在制造和销售新设备,比如Lam Research虽然一直在积极地回收核心集团以提供翻新设备,但同时也在生产新的8英寸沉积,蚀刻和单片式清洗设备。检测与量测设备供应商KLA不仅提供翻新的8英寸设备组合,也在重启部分型号新设备的生产。

  挑战也是存在的。SPTS的Butler指出,通常现在生产8英寸设备已没有特别的,供应链已经成熟且稳定,测量系统很容易购买。挑战在于8英寸设备所支持的是各种各样的产品市场,每个市场都有非常不同的技术需求。他举例说,例如RF滤波器的压电薄膜,电源器件的GaN层,低于200°C时MEMS的高击穿电介质沉积等所需的均匀厚度和应力控制等参数都是不同的。

  因此,尽管人们认为8英寸芯片制造要求很简单,实际上有时是很复杂的,代工厂也希望设备能具备更精确的工艺能力和更高的生产效率。

  另一个有意思的话题是,市场火爆局面下是否会有部分芯片制造产线英寸?Malcolm Penn认为答案是否定的。他指出,当市场从8英寸走向12英寸时,技术革新就全面停止了。所有技术进步都是基于12英寸晶圆,8英寸晶圆卡在了技术天花板上,使用的技术与10到20年前无异。“这对MEMS、模拟器和功率器件来说是好事,因为这些领域一般发展得比逻辑和存储慢,它们不需要太先进的工艺。”他表示,“正如在使用化合材料之前,150nm和180nm对于功率半导体来说也是足够的,当然化合物之后又是另一番景象了。”

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  0具有低R ON 内部FET,工作电压范围为2.5 V至23 V.内部钳位电路能够分流±100 V的浪涌电压,保护下游元件并增强系统的稳健性。 FPF2290具有过压保护功能,可在输入电压超过OVP阈值时关断内部FET。 OVP阈值可通过逻辑选择引脚(OV1和OV2)选择。过温保护还可在130°C(典型值)下关断器件。 FPF2290采用完全“绿色”兼容的1.3mm×1.8mm晶圆级芯片级封装(WLCSP),带有背面层压板。 特性 电涌保护 带OV1和OV2逻辑输入的可选过压保护(OVP) 过温保护(OTP) 超低导通电阻,33mΩ 终端产品 移动 便携式媒体播放器 电路图、引脚图和封装图...

  39既可作为重置移动设备的计时器,又可作为先进负载管理器件,用于需要高度集成解决方案的应用。若移动设备关闭,保持/ SR0低电平(通过按下开启键)2.3 s±20%能够开启PMIC。作为一个重置计时器,FTL11639有一个输入和一个固定延迟输出。断开PMIC与电池电源的连接400 ms±20%可生成7.5 s±20%的固定延迟。然后负荷开关再次打开,重新连接电池与PMIC,从而让PMIC按电源顺序进入。连接一个外部电阻到DELAY_ADJ引脚,可以自定义重置延迟。 特性 出厂已编程重置延迟:7.5 s 出厂已编程重置脉冲:400 ms 工厂自定义的导通时间:2.3 s 出厂自定义关断延迟:7.3 s 通过一个外部电阻实现可调重置延迟(任选) 低I CCT 节省与低压芯片接口的功率 关闭引脚关闭负载开关,从而在发送和保存过程中保持电池电荷。准备使用右侧输出 输入电压工作范围:1.2 V至5.5 V 过压保护:允许输入引脚

  V BAT 典型R ON :21mΩ(典型值)(V BAT = 4.5 V时) 压摆率/浪涌控制,t R :2.7 ms(典型值) 3.8 A /4.5 A最大连续电流(JEDEC ...

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  4是一款精密5.0 V固定输出,低压差集成稳压器,输出电流能力为150 mA。仔细管理轻负载电流消耗,结合低泄漏过程,可实现典型的22μA静态接地电流。输出电压精确到±2.0%,在满额定负载电流下最大压差为600 mV 。 内部保护,防止输入电源反转,输出过流故障和过高的芯片温度。无需外部组件即可启用这些功能。 NCV8664的引脚和功能与NCV4264和NCV4264-2兼容,当需要非常低的静态电流时,它可以替代这些部件。 特性 优势 负载100μA时最大30μA静态电流 会见新车制造商最大模块静态电流要求(最大100μA)。 保护: -42 V反向电压保护短路保护热过载保护 在任何汽车应用中都不需要外部组件来启用保护。 极低压降电压 可以在低输入电压下启动时运行。 5.0 V和3.3V固定输出电压,2%输出电压精度 AEC-Q100合格 汽车 应用 车身和底盘 动力总成 发动机控制模块 信息娱乐,无线电 电路图、引脚图和封装图...

  5是一款精密5.0 V和3.3 V固定输出,低压差集成稳压器,输出电流能力为350 mA。仔细管理轻负载电流消耗,结合低泄漏过程,可实现34μA的典型静态接地电流。 内部保护免受输入瞬态,输入电源反转,输出过流故障和芯片温度过高的影响。无需外部元件即可实现这些功能。 NCV8675引脚与NCV4275引脚兼容,当需要非常低的静态电流时,它可以替代该器件。对于D 2 PAK-5封装,输出电压精确到±2.0%,对于DPAK-5封装,输出电压精确到±2.5%,在满额定负载电流下,最大压差为600 mV。 特性 优势 5.0 V和3.3 V固定输出电压,输出电压精度为2%或2.5% 能够提供最新的微处理器 负载为100uA时最大34uA静态电流 满足100uA最大模块汽车制造商点火关闭静态电流要求 保护: -42 V反向电压保护短路 在任何汽车应用中都不需要外部组件来实现保护。 AEC-Q100 Qualifie d 符合自动资格认证要求 极低压降电压 应用 终端产品 发动机控制模块 车身和底盘 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  4-2功能和引脚与NCV4264引脚兼容,具有更低的静态电流消耗。其输出级提供100 mA,输出电压精度为+/- 2.0%。在100 mA负载电流下,最大压差为500 mV。它具有内部保护,可防止45 V输入瞬变,输入电源反转,输出过流故障和过高的芯片温度。无需外部组件即可启用这些功能。 特性 优势 最大60μA静态电流,负载为100μA 处于待机模式时可以节省电池寿命。 保护: - 42 V反向电压保护短路保护热过载保护 无需外部元件在任何汽车应用中都需要保护。 极低压差 可以在低输入电压下启动时运行。 5.0 V和3.3 V固定输出电压,输出电压精度为2% AEC-Q100合格 应用 终端产品 车身和底盘 动力总成 发动机控制模块 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  4是一款宽输入范围,精密固定输出,低压差集成稳压器,满载电流额定值为100 mA。输出电压精确到±2.0%,在100 mA负载电流下最大压差为500 mV。 内部保护免受45 V输入瞬变,输入电源反转,输出过流故障和过高的芯片温度。无需外部组件即可启用这些功能。 特性 优势 5.0 V和3.3 V固定输出电压和2.0%输出电压精度 严格的监管限制 非常低的辍学 可以在低输入电压下启动时运行。 保护: -42 V反向电压保护短路保护热过载保护 在任何汽车应用中都不需要外部组件来启用保护。 AEC-Q100合格 符合汽车资格标准 应用 终端产品 车身与底盘 动力总成 发动机控制模块 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  4-2C是一款低静态电流消耗LDO稳压器。其输出级提供100 mA,输出电压精度为+/- 2.0%。在100 mA负载电流下,最大压差为500 mV。它具有内部保护,可防止45 V输入瞬变,输入电源反转,输出过流故障和过高的芯片温度。无需外部组件即可启用这些功能。 特性 优势 最大60μA静态电流,负载为100μ 在待机模式下节省电池寿命。 极低压降500 mV( max)100 mA负载电流 可以在低输入电压下启动时运行。 故障保护: -42 V反向电压保护短路/过流保护热过载保护 在任何汽车应用中都不需要外部组件来启用保护。 5.0 V和3.3 V固定输出电压,输出电压精度为2%,在整个温度范围内 AEC-Q100合格 应用 终端产品 发动机控制模块 车身和底盘 动力总成 汽车 电路图、引脚图和封装图...

  2是350 mA LDO稳压器,集成了复位功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV8772可用于恶劣的汽车环境。超低静态电流(典型值低至24μA)使其适用于永久连接到需要具有或不具有负载的超低静态电流的电池的应用。当点火开关关闭时,模块保持活动模式时,此功能尤其重要。 Enable功能可用于进一步降低关断模式下的静态电流至1μA。 NCV8772包含电流限制,热关断和反向输出电流保护等保护功能。 特性 优势 固定输出电压为5 V 非常适合为微处理器供电。 2%输出电压上升至Vin = 40 V 通过负载突降维持稳压电压。 输出电流高达350 mA 我们广泛的汽车调节器产品组合允许您选择适合您应用的汽车调节器。 RESET输出 禁止微处理器在低电压下执行未请求的任务。 汽车的NCV前缀 符合汽车现场和变更控制& AEC-Q100资格要求。 低压差 在低输入电压下维持输出电压调节(特别是在汽车起动过程中)。 超低静态电流24μA典型 符合最新的汽车模块要求小于100μA。 热关机 保护设备免受高温下的永久性损坏。 短路 保护设备不会因电流过...

  0是350 mA LDO稳压器,集成了复位功能,专用于微处理器应用。其坚固性使NCV8770可用于恶劣的汽车环境。超低静态电流(典型值低至21μA)使其适用于永久连接到需要具有或不具有负载的超低静态电流的电池的应用。当点火开关关闭时,模块保持活动模式时,此功能尤其重要。 NCV8770包含电流限制,热关断和反向输出电流保护等保护功能。 特性 优势 固定输出电压为5 V 非常适合为微处理器供电。 2%输出电压上升至Vin = 40 V 通过负载突降维持稳压电压。 输出电流高达350 mA 我们广泛的汽车调节器产品组合允许您选择适合您应用的汽车调节器。 RESET输出 禁止微处理器在低电压下执行未请求的任务。 汽车的NCV前缀 符合汽车现场和变更控制& AEC-Q100资格要求。 低压差 在低输入电压下维持输出电压调节(特别是在汽车起动过程中)。 典型值为21μA的超低静态电流 符合最新的汽车模块要求小于100μA。 热关机 保护设备免受高温下的永久性损坏。 短路 保护设备不会因电流过大而在芯片上产生金属开路。 非常广泛的Cout和E...

  MC33160 线系列是一种线性稳压器和监控电路,包含许多基于微处理器的系统所需的监控功能。它专为设备和工业应用而设计,为设计人员提供了经济高效的解决方案,只需极少的外部组件。这些集成电路具有5.0 V / 100 mA稳压器,具有短路电流限制,固定输出2.6 V带隙基准,低电压复位比较器,带可编程迟滞的电源警告比较器,以及非专用比较器,非常适合微处理器线路同步。 其他功能包括用于低待机电流的芯片禁用输入和用于过温保护的内部热关断。 这些线引脚双列直插式热片封装,可提高导热性。 特性 5.0 V稳压器输出电流超过100 mA 内部短路电流限制 固定2.6 V参考 低压复位比较器 具有可编程迟滞的电源警告比较器 未提交的比较器 低待机当前 内部热关断保护 加热标签电源包 无铅封装可用 电路图、引脚图和封装图...

  80是一款用于移动电源应用的低静态电流PMIC。 PMIC包含一个降压,一个升压和四个低噪声LDO。 特性 晶圆级芯片级封装(WLCSP) 可编程输出电压 软启动(SS)浪涌电流限制 可编程启动/降压排序 中断报告的故障保护 低电流待机和关机模式 降压转换器:1.2A,VIN范围: 2.5V至5.5V,VOUT范围:0.6V至3.3V 升压转换器:1.0A,VIN范围:2.5V至5.5V,VOUT范围:3.0V至5.7V 四个LDO:300mA,VIN范围:1.9V至5.5V,VOUT范围:0.8V至3.3V 应用 终端产品 电池和USB供电设备 智能手机 平板电脑 小型相机模块 电路图、引脚图和封装图...

  1 / 73产品是280 kHz / 560 kHz升压调节器,具有高效率,1.5 A集成开关。该器件可在2.7 V至30 V的宽输入电压范围内工作。该设计的灵活性使芯片可在大多数电源配置中运行,包括升压,反激,正激,反相和SEPIC。该IC采用电流模式架构,可实现出色的负载和线路调节,以及限制电流的实用方法。将高频操作与高度集成的稳压器电路相结合,可实现极其紧凑的电源解决方案。电路设计包括用于正电压调节的频率同步,关断和反馈控制等功能。这些器件与LT1372 / 1373引脚兼容,是CS5171和CS5173的汽车版本。 特性 内置过流保护 宽输入范围:2.7V至30V 高频允许小组件 最小外部组件 频率折返减少过流条件下的元件应力 带滞后的热关机 简易外部同步 集成电源开关:1.5A Guarnateed 引脚对引脚与LT1372 / 1373兼容 这些是无铅设备 用于汽车和其他应用需要站点和控制更改的ons CS5171和CS5173的汽车版本 电路图、引脚图和封装图...

  是一款线 mA输出电流。 NCP161器件旨在满足RF和模拟电路的要求,可提供低噪声,高PSRR,低静态电流和非常好的负载/线路瞬态。该器件设计用于1μF输入和1μF输出陶瓷电容。它有两种厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片级封装(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封装。 类似产品:

  是一款1 / 2.5英寸CMOS数字图像传感器,有源像素阵列为2592(H)x 1944(V)。它通过滚动快门读数捕获线性或高动态范围模式的图像,并包括复杂的相机功能,如分档,窗口以及视频和单帧模式。它专为低亮度和高动态范围性能而设计,具有线读出功能,可在ISP芯片中支持片外HDR。 AR0521可以产生非常清晰,锐利的数字图像,并且能够捕获连续视频和单帧,使其成为安全应用的最佳选择。 特性 5 Mp为60 fps,具有出色的视频性能 小型光学格式(1 / 2.5英寸) 1440p 16:9模式视频 卓越的低光性能 2.2 m背面照明像素技术 支持线读出以启用ISP芯片中的HDR处理 支持外部机械快门 片上锁相环(PLL)振荡器 集成颜色和镜头阴影校正 精确帧率控制的从属模式 数据接口:♦HiSPi(SLVS) - 4个车道♦MIPI CSI-2 - 4车道 自动黑电平校准 高速可配置上下文切换 温度传感器 快速模式兼容2线接口 应用 终端产品 视频监控 高动态范围成像 安全摄像头 行动相机 车载DVR 电路图、引脚图和封装...

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