8英寸晶圆产能吃紧的原因

在过去几年里,8英寸晶圆产能吃紧,主要有以下几个原因。

一、应用需求驱动。在应用端,对8英寸晶圆代工的强劲需求主要来源于功率器件、电源管理IC、影像传感器、指纹识别芯片和显示驱动IC等。由于模拟/分立器件拥有成熟制程+特种工艺的特性,因此,这些产品绝大多数会采用8英寸或6英寸线生产。

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特别是功率器件,近些年,市场对它的需求相当强劲,这给8英寸晶圆产线带来了更多商业机遇。

据IC insights统计,在功率器件年出货量方面,2016~2021的年复合增长率为5.2%。2017年,功率分立器件销售额同比增长10.4%。受益于汽车和工业应用驱动,当时预计未来3年功率分立器件市场将保持5%左右的增速。

汽车电子和工业应用对功率器件的需求大于供给导致涨价,而功率器件对8英寸晶圆产能的需求大于供给,导致8英寸晶圆涨价。

二、设备供给不足。市场对8英寸晶圆厂使用的设备供应不足,也是导致产能吃紧的一个重要原因。

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。

近几年,8英寸晶圆代工产能扩充所需要的设备主要来自二手市场,其中,蚀刻机、光刻机、测量设备最为抢手,从8英寸向12英寸升级的存储器厂商为这一市场贡献了很多,如三星和海力士。不过,总体来看,二手设备市场资源有限,呈现出逐渐枯竭的态势。

三、8英寸晶圆代工产线减少。据统计,从2008到2016年,有37座8英寸晶圆代工厂关闭,同时有15座厂从8英寸转换为12英寸,截至2016年,全球8英寸晶圆代工厂已减少至180座。不过,从2016年开始,8英寸晶圆厂关闭的速度开始减缓,但减少的趋势没有变。

传统IDM正在缩减8英寸晶圆产线规模,将更多资源投入到12英寸产线的建设和完善上面,这主要是因为市场竞争越加激烈,而对于IDM来说,8英寸产线的投入产出比越来越低,大规模运营这些产线的积极性已经不高了,除了保留一部分必需的8英寸晶圆产线外,将越来越多的8英寸晶圆加工任务外包给代工厂。这样,客观上减少了8英寸晶圆产能。

晶圆尺寸越大,可利用效率越高。12英寸晶圆拥有较大的使用面积,得以达到效率优化,相对于8英寸晶圆而言,12英寸的可使用面积超过两倍。

近些年,TI一直在稳步提升其12英寸晶圆模拟芯片的产量,以削减成本并提高生产效率。TI表示,12英寸晶圆厂的产量比竞争对手使用的8英寸晶圆生产的芯片便宜40%。此外,对于模拟用途,12英寸晶圆厂的投资回报率可能更高,因为它可以使用20-30年。

当然,8英寸晶圆产能吃紧的原因不止以上这三点,其它就不在此赘述了。

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