如何增加半導(dǎo)體產(chǎn)能利用率

當(dāng)市場(chǎng)需求較高時(shí)，例如在當(dāng)前周期性的市場(chǎng)復(fù)蘇中，前端半導(dǎo)體制造設(shè)施或晶圓廠的產(chǎn)能利用率通常會(huì)超過80%，而一些個(gè)別晶圓廠的產(chǎn)能利用率可能高達(dá)90-100%。如下表所示，在過去兩年中，行業(yè)整體晶圓廠利用率穩(wěn)步提高，預(yù)計(jì)利用率將進(jìn)一步提高，以滿足2021年大部分時(shí)間的需求。更高的晶圓廠利用率將增加芯片產(chǎn)量，使整個(gè)行業(yè)充分滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

不幸的是，提高半導(dǎo)體容量的利用率需要時(shí)間，因?yàn)榘雽?dǎo)體的生產(chǎn)極其復(fù)雜。制造芯片的過程非常復(fù)雜，需要高度專業(yè)化的投資和設(shè)備才能在微尺度上實(shí)現(xiàn)所需的精度。僅在半導(dǎo)體硅晶片的整體制造中，就可能有多達(dá)1400個(gè)處理步驟(取決于處理的復(fù)雜性)。此外，每個(gè)過程步驟通常涉及使用各種高度復(fù)雜的工具和機(jī)器。簡(jiǎn)而言之，制造半導(dǎo)體非常困難，所以需要時(shí)間。

如何提高半導(dǎo)體容量的利用率？

那么為客戶制造芯片需要多長(zhǎng)時(shí)間呢？研究表明，晶圓廠為客戶制造成品芯片可能需要長(zhǎng)達(dá)26周的時(shí)間。主要原因如下：成品半導(dǎo)體晶圓的周期時(shí)間平均需要12周左右，而先進(jìn)工藝可能需要14-20周。需要更多的時(shí)間——大約24周——來改進(jìn)芯片制造工藝，以提高產(chǎn)量和產(chǎn)量。

然后，一旦制造過程完成，硅片上的半導(dǎo)體就需要經(jīng)過稱為后端組裝、測(cè)試和封裝(ATP)的最終生產(chǎn)階段，然后芯片最終被制造出來，準(zhǔn)備交付給制造商。最終客戶。ATP可能還要6周才能完成。因此，客戶可能需要長(zhǎng)達(dá)26周的時(shí)間才能下單并收到最終產(chǎn)品。下表提供了芯片制造過程中所需的一些平均時(shí)間。

這最終意味著半導(dǎo)體行業(yè)正在短期內(nèi)盡最大努力提高利用率，滿足汽車行業(yè)乃至所有客戶不斷增長(zhǎng)的需求。通過強(qiáng)迫誰得到芯片和誰沒有芯片來迫使行業(yè)選擇贏家和輸家，并不能克服上述制造半導(dǎo)體的時(shí)間常數(shù)。

半導(dǎo)體行業(yè)擁有豐富的復(fù)雜供應(yīng)鏈經(jīng)驗(yàn)，能夠成功應(yīng)對(duì)當(dāng)前需求環(huán)境的挑戰(zhàn)。比如半導(dǎo)體公司除了提高利用率和產(chǎn)量外，還成立了指揮中心，協(xié)助最迫切的客戶需求，與客戶緊密合作，確保訂單不翻倍。這些策略有助于在這個(gè)充滿挑戰(zhàn)的時(shí)期為客戶提供最快、最有效的產(chǎn)品交付。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，全球晶圓廠的總產(chǎn)能最終將需要增加，以滿足僅通過提高利用率無法滿足的芯片長(zhǎng)期需求增長(zhǎng)。因此，全球半導(dǎo)體行業(yè)正計(jì)劃在制造業(yè)和R&D實(shí)現(xiàn)創(chuàng)紀(jì)錄的投資水平，以滿足未來幾年的預(yù)期市場(chǎng)增長(zhǎng)。