为什么说晶圆厂扩产是件难事

2021-02-28 14:00:13 来源: 半导体行业观察

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为了满足当前全球芯片短缺期间不断增长的需求，半导体行业正在大幅提高其晶圆厂产能利用率，该术语是指在任何给定时间使用的总可用制造能力的百分比。但是，提高半导体容量利用率需要时间。这并不像“翻转开关”并在一夜之间增加芯片输出那样容易。

当市场需求高涨时，例如像现在这样的周期性市场回升中，前端半导体制造设施或晶圆厂的产能利用率通常会超过80％，而某些个别晶圆厂的产能利用率可能会高达90-100％。如下表所示，在过去两年中，该行业一直在稳步提高整体晶圆厂利用率，并估计在2021年的大部分时间里利用率将进一步提高以满足需求。更高的晶圆厂利用率将增加芯片产量，并使整个行业完全满足市场不断增长的需求。

不幸的是，增加半导体产能利用率需要时间，因为半导体的生产极其复杂。制造一块芯片的过程非常复杂，它需要高度专业化的投入和设备才能以微型规模实现所需的精度。仅半导体硅片的整体制造中就可以有多达1,400个处理步骤（取决于处理的复杂程度）。而且每个过程步骤通常都涉及使用各种高度复杂的工具和机器。简而言之，制造半导体非常困难，因此需要时间。

那么为客户制造芯片需要多少时间？调研显示，晶圆厂为客户制造成品芯片可能需要长达26周的时间。主要的原因如下：制造完成的半导体晶圆的周期时间平均大约需要12周，而先进工艺则可能需要14-20周。要完善芯片的制造工艺以提高产量和产量需要花费更多的时间-大约24周。

然后，一旦制造过程完成，硅片上的半导体就需要经过最后一个生产阶段，称为后端组装，测试和封装（ATP），然后再将芯片最终制成并准备好交付给制造商。终端客户。ATP可能需要另外6周才能完成。因此，从客户下订单到收到最终产品的交货时间最多可能需要26周。下表提供了芯片制造过程中所需的一些平均时间。