8英寸晶圓產(chǎn)能為何緊缺?

近來，隨著5G的大力推廣，5G智能手機(jī)的滲透率提升，使得其中許多元件需求大幅提升。

而2020年以來，因?yàn)樾鹿诜窝滓咔榈臎_擊，使得宅經(jīng)濟(jì)興起，包括筆電、平板的購(gòu)買量也同時(shí)爆發(fā)，這使得以8英寸晶圓廠為生產(chǎn)主力的功率元件、電源管理IC、影像感測(cè)器、指紋識(shí)別芯片和顯示驅(qū)動(dòng)IC等產(chǎn)品的供應(yīng)更是吃緊，而這一切的問題就歸咎到8英寸晶圓產(chǎn)能不足所導(dǎo)致。而且，這情況還將延續(xù)到2021年以上，短期內(nèi)難有緩解的機(jī)會(huì)。

至于，8英寸晶圓產(chǎn)能跟不上市場(chǎng)需求成長(zhǎng)，導(dǎo)致供需失衡的原因，日前也有研究調(diào)查機(jī)構(gòu)認(rèn)為，其關(guān)鍵因素就在于一直以來8英寸晶圓廠投資不足所造成。

事實(shí)上，過去的幾十年來，晶圓代工廠商一直在提升標(biāo)準(zhǔn)晶圓的尺寸，從4英寸到6英寸，再到8英寸，以致到當(dāng)前最新進(jìn)的12英寸。長(zhǎng)期以來，人們一直認(rèn)為12英寸晶圓要優(yōu)于8英寸晶圓，因?yàn)楦蟮木A尺寸可以減少浪費(fèi)，而且還可以提高晶圓代工廠的日產(chǎn)量。

也因?yàn)橐陨系恼J(rèn)知，現(xiàn)階段已經(jīng)沒有多少晶圓代工廠致力于6英寸或更小尺寸的晶圓產(chǎn)能的發(fā)展。

不過，許多晶圓代工廠仍在營(yíng)運(yùn)著8英寸晶圓的的生產(chǎn)線，其中包括臺(tái)積電、三星，以及許多二線代工廠，目前都提供這一節(jié)點(diǎn)的晶圓代工服務(wù)，如格芯、中芯國(guó)際、聯(lián)電、高塔半導(dǎo)體，以及世界先進(jìn)等廠商。而目前許多用于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和5G的元件或芯片，還有部分模擬芯片、MEMS芯片和RF解決方案等都繼續(xù)采用8英寸晶圓來生產(chǎn)。

因此，8英寸晶圓廠目前雖不如12英寸晶圓廠以先進(jìn)制程來生產(chǎn)最尖端的CPU、GPU、FPGA等產(chǎn)品，但卻是不可或缺的重要關(guān)鍵。

只是，依照過往的經(jīng)驗(yàn)，8英寸晶圓本應(yīng)隨著12英寸晶圓使用的提升而逐漸減少，這預(yù)期在2007年至2014年期間也的確如此，但之后卻出現(xiàn)了轉(zhuǎn)變。原因是8英寸晶圓的生產(chǎn)線非常成熟，且成本低，這使得許多原本8英寸晶圓的客戶，在遷移到更大的晶圓進(jìn)行生產(chǎn)之后，發(fā)現(xiàn)并沒有獲得太多好處。尤其，當(dāng)客戶們希望使用成熟且低廉的技術(shù)來生產(chǎn)之際，會(huì)發(fā)現(xiàn)8英寸晶圓的實(shí)用性優(yōu)于12英寸晶圓，這也是許多物聯(lián)網(wǎng)傳感器等產(chǎn)品會(huì)使用相對(duì)成熟節(jié)點(diǎn)的主要原因。

而在新冠肺炎疫情大流行之前，許多代工廠的8英寸晶圓廠產(chǎn)能利用率就已經(jīng)很高。

例如晶圓代工龍頭臺(tái)積電，過去在新增8英寸晶圓產(chǎn)能方面的速度緩慢，這就讓8英寸晶圓產(chǎn)能一直維持著吃緊的狀態(tài)。不過，這并不代表著每個(gè)有8英寸晶圓產(chǎn)線的代工廠的利用率都很高。因?yàn)樵谀承┣闆r下，一家公司將一款新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到新的晶圓廠時(shí)，可能需要大量的時(shí)間和資金。

也就是說，如果一家公司在代工廠A所生產(chǎn)的產(chǎn)品要轉(zhuǎn)移至代工廠B進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，因?yàn)檫^程中必須要花費(fèi)重新設(shè)計(jì)的成本與時(shí)間，其中又以重新設(shè)計(jì)光罩的花費(fèi)最高，這使得相關(guān)產(chǎn)品的成本將會(huì)大幅提升，因此造成同是8英寸晶圓代工廠，但是產(chǎn)能利用率卻會(huì)有差異的情況。

不過，8英寸晶圓廠產(chǎn)能利用率落差的狀況在新冠肺炎疫情大流行之后有了改變。因?yàn)檎?jīng)濟(jì)的發(fā)酵，使得個(gè)人電腦及消費(fèi)性電子產(chǎn)品的銷量大爆發(fā)，這讓各種芯片有了突破性的需求，這使得各8英寸晶圓廠的產(chǎn)能持續(xù)呈現(xiàn)滿載，以用來生產(chǎn)新的產(chǎn)品，這也就給供應(yīng)鏈帶來了壓力。

廠商指出，當(dāng)前包括電源、CMOS圖像傳感器、RF射頻等產(chǎn)品都供應(yīng)吃緊。另外，隨著5G終端設(shè)備與汽車電子未來的需求可望提升，則Wi-Fi和藍(lán)牙芯片的需求未來也面臨缺少的壓力。

另外，先前華為受到美國(guó)禁售令的制裁，在禁令生效前的大量市場(chǎng)采購(gòu)，也使得市場(chǎng)面臨供需失衡的情況。即使到現(xiàn)在，華為的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，如小米等也都仍在持續(xù)地加緊采購(gòu)半導(dǎo)體產(chǎn)品，期望使自己的產(chǎn)品補(bǔ)足華為在禁令生效后于市場(chǎng)上所遺留缺口，這就使得相關(guān)晶圓代工廠也在盡力解決缺少產(chǎn)能的問題。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，預(yù)測(cè)到2021年全球?qū)⑿略雒吭?2萬片的8英寸晶圓產(chǎn)能投入生產(chǎn)，使得到時(shí)全球8英寸晶圓的總產(chǎn)能將超過每月640萬片。只是，這樣的產(chǎn)能似乎還無法完全紓解目前市場(chǎng)上的產(chǎn)能壓力。

臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音就曾經(jīng)表示，2021年半導(dǎo)體景氣仍然非常樂觀，使得臺(tái)積電產(chǎn)能確實(shí)吃緊。但是，臺(tái)積電未來仍盡量會(huì)幫助客戶有更好成長(zhǎng)。

聯(lián)發(fā)科董事長(zhǎng)蔡明介也表示，據(jù)根供應(yīng)商消息表示，2021年上半年產(chǎn)能吃緊情況，目前估計(jì)還是不容易獲得紓解。而產(chǎn)能吃緊原因，主要在于過去幾年業(yè)界在成熟制程上的投資不夠多，而先進(jìn)制程投資金額又龐大所致。

力積電董事長(zhǎng)黃崇仁則是對(duì)產(chǎn)能解決狀況看法更為保守，指出全球晶圓代工產(chǎn)能不足會(huì)持續(xù)到2022年之后，原因包括需求成長(zhǎng)率大于產(chǎn)能成長(zhǎng)率，且包括5G及人工智能（AI）等應(yīng)用將帶動(dòng)更多需求。

就以上的產(chǎn)業(yè)高層的看法可得知，盡管各家晶圓廠已經(jīng)開始預(yù)作準(zhǔn)備，但要在2021年要解決8英寸晶圓產(chǎn)能欠缺的情況仍不樂觀。
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