Огромная нехватка чипов поражает всю полупроводниковую промышленность

В последние несколько месяцев один из постоянных вопросов - почему так много технических продуктов было так трудно купить. Мы неоднократно ссылались на известные потенциальные факторы, такие как COVID-19, экономические проблемы, проблемы с урожайностью и влияние скальпирующих ботов, но есть новый аргумент в пользу того, что вызывает такие общие проблемы на многих рынках: недостаточные инвестиции в 200-миллиметровые пластины.

Сегодня передовой кремний неизменно производится на пластинах диаметром 300 мм. За последние несколько десятилетий производители представили пластины большего размера: 100 мм, 150 мм, 200 мм и 300 мм в то или иное время были общепринятыми стандартами. В области ПК-энтузиастов пластины диаметром 300 мм долгое время считались лучше, чем пластины диаметром 200 мм, потому что больший размер пластины снижает количество отходов и, как правило, улучшает производительность литейного завода с точки зрения производства микросхем за день.

Не так много коммерческих литейных заводов все еще специализируются на производстве пластин размером 150 мм или меньше, но ряд литейных предприятий по-прежнему имеют производственные линии 200 мм. TSMC и Samsung предлагают узел, а также ряд литейных предприятий второго уровня. GlobalFoundries имеет 200-миллиметровые помещения, как и SMIC, UMC, TowerJazz и SkyWater. Очень многие микросхемы IoT и 5G построены на 200 мм, как и некоторые аналоговые процессоры, устройства MEMS и RF-решения.

Детали, о которых мы говорим на wfoojjaec, включая графические процессоры, настольные и мобильные процессоры, высокопроизводительные сотовые модемы и другие подобные продукты, - это лишь небольшая часть кремния, встроенного в устройства, и многие производители, о которых вы никогда не слышали от отработанных, хорошо изученных проектов через меньшие, старые литейные линии с минимальными затратами.

Предполагалось, что 200 мм исчезнут с появлением 300 мм, и это сработало с 2007 по 2014 год, но после этого тенденция изменилась. Заказчикам нравится строить фабричные линии диаметром 200 мм, потому что производственные технологии чрезвычайно развиты, а затраты низкие. Многие клиенты не получают особой выгоды от перехода на более низкую геометрию, и они хотят придерживаться дизайна, за который уже заплатили. Поэтому многие датчики Интернета вещей и аналогичные продукты создаются на относительно крупных технологических узлах. Поскольку спрос на эту продукцию вырос, стало трудно бронировать емкость 200 мм. Крупные литейные предприятия, такие как TSMC, не спешили добавлять новые 200-миллиметровые мощности, а коэффициент использования 200-миллиметровых мощностей на многих заводах был уже высоким до того, как разразилась пандемия.

Я не хочу создавать впечатление, что буквально все литейные цеха мощностью 200 мм работают на полную мощность, но перенос проектов на новую фабрику требует значительного количества времени и денег. Компания с чипом, разработанным для производственной линии литейного цеха A, вероятно, столкнется со значительными расходами на перенос того же чипа в литейный завод B. В некоторых случаях компания будет платить за перенос чипа на новый литейный завод / узел больше, чем когда-либо. от продажи. Не буквально каждая 200-миллиметровая фабрика заполнена, но у литейных цехов со значительными объемами 200-миллиметровой емкости не возникает особых проблем с ее заполнением.

Пандемия была ужасно тяжелой для многих людей в США и во всем мире, но полупроводниковая промышленность была одним из немногих ярких пятен. Это приводит к дополнительному спросу на чипы всех видов, что увеличивает нагрузку на цепочку поставок, которая уже работает с максимальной скоростью.

«В этом году интересная ситуация. Спрос не только на 200 мм, но и на продукцию с задней кромкой и специальную продукцию в целом. Это мощность, КМОП-датчики изображения, ВЧ и подобные продукты, - сказал SemiEngineering Ристо Пухакка, президент VLSI Research. «На рынке также есть разделение. Если вы такие IDM, как TI, NXP или стандартные аналоговые ребята, 2020 год был тяжелым. Промышленный, автомобильный и энергетический рынки оказались в тяжелом положении из-за коронавируса. Но в то же время литейные заводы процветают. Литейные предприятия обращаются к тому, что я бы назвал потребительскими рынками ».

Спрос на чипы Wi-Fi и Bluetooth резко вырос, что привело к их дефициту. Спрос на автомобильную электронику рос быстрее, чем ожидалось. Ранее в этом году Huawei освоила огромные производственные мощности, прежде чем они были отключены в начале сентября, и такие производители, как Xiaomi, пытались воспользоваться слабостью компании, увеличив собственные заказы на компоненты. В США спрос на ПК был намного выше.

Это может быть частью ответа на вопрос, почему сейчас так сложно получить много оборудования. Причина не только в том, что COVID-19 снизил предложение, но и потому, что одновременно с этим снизился спрос. Добавьте к этому потребность в новых ноутбуках для удаленного обучения, запусках новых консолей, двух-двух долгожданных запусках графических процессоров, COVID-19 и Huawei, а теперь и общем дефиците 200 мм, и станет легче понять, почему мировой рынок не кажется, работает очень гладко. Ожидается, что еще 220 000 пластин в месяц емкостью 200 мм будут введены в эксплуатацию в 2021 году с общей емкостью 6,4 млн пластин в минуту по всей планете.

Читать далее

TSMC откроет завод полупроводников за $ 3,5 млрд в Аризоне

Проект должен быть запущен в следующем году при финансовой поддержке TSMC, штата Аризона и федерального правительства.

Intel лидирует по выручке от полупроводников по сравнению с TSMC, Nvidia и AMD Vault Upwards

Прогноз доходов от полупроводников на 2020 год уже есть, и почти все в выигрыше.

Дефицит полупроводников наступил в автомобильной промышленности

Острая нехватка полупроводников в 2020-2021 годах ударила по автомобильной промышленности, что замедлило поставки автомобилей, поскольку компании борются за оборудование.

Нехватка полупроводников может стоить автопроизводителям 61 млрд долларов потерянных продаж

Обсуждения между автомобильной промышленностью и ее партнерами по производству микросхем также звучат так, как будто они могли бы пойти лучше.