硅晶柱切成薄片后的晶圓直徑不斷增大后，大直徑的晶圓可以再被切成更多片的裸片(Die)，進而提高晶圓產(chǎn)線的產(chǎn)能。這促使晶圓廠需要不斷地進行迭代更新，并不是簡單的數(shù)字游戲，由于越粗的硅晶柱越難拉出好品質(zhì)的晶圓，12吋晶圓廠工藝上會比8吋或者6吋先進許多，更別說18吋了。
但這是大趨勢，和摩爾定律一起推動IC制造向前發(fā)展。
過去的十年中，隨著IC制造商整合或過渡到fab-lite或fabless業(yè)務模式，IC行業(yè)一直在削減其舊產(chǎn)能。ICInsights在其最新發(fā)布的《2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能》報告中指出，由于過往十年中期（2015/2016年）的并購活動激增，且越來越多的公司使用20nm以下先進制程技術生產(chǎn)IC器件，供應商已經(jīng)淘汰了效率低下的晶圓廠。報告還指出，自2009年以來，全球半導體制造商已經(jīng)關閉或改造了100座晶圓廠。
北美和日本關閉造晶圓廠數(shù)量最多
回顧過往，自2009年以來日本和北美70%的≤200mm（8吋）晶圓廠已經(jīng)消失。
圖1：各地區(qū)關閉的晶圓廠數(shù)量
數(shù)據(jù)顯示，日本和北美關閉的晶圓廠占了大多數(shù)。究其背后原因，許多關閉的晶圓廠使用了數(shù)十載，已經(jīng)超出其被定義為“有用”的范疇。因此，關閉這些晶圓廠以使用更具成本效益的設施。在一些情況下，擁有晶圓廠成為很重的負擔，一些公司選擇將晶圓廠外包給晶圓代工廠，轉(zhuǎn)型為fab-lite或fabless的商業(yè)模式。
圖2：按晶圓尺寸和年份劃分的晶圓廠分布
ICInsights已經(jīng)得到了另外四個晶圓廠的確切消息，一個是NJR的，兩個是瑞薩電子的，還一個是ADI的，這些晶圓廠預計將在2020-21年關閉。同時，TI（德州儀器）在2020年3月初表示，將在未來幾年（計劃不晚于2023年至2025年）關閉兩座6吋晶圓廠。鑒于新晶圓廠和制造設備的投入飛漲，并且隨著越來越多的IC公司過渡到fab-lite或fabless業(yè)務模式，ICInsights預計在未來幾年內(nèi)將有更多的工廠關閉。
特別需要指出的是，在2007-2008年經(jīng)濟大蕭條之后不久，晶圓制造業(yè)緊鑼密鼓地掀起了一波關閉熱潮，當時各公司都在密切審查其運營成本。十年后，新冠病毒對全球企業(yè)造成了嚴重破壞，并極大地影響了全球經(jīng)濟，這是否會掀起另一波關閉工廠的浪潮呢？
6吋晶圓廠還有余熱
ICInsights指出的這個問題無疑是從技術迭代和供需平衡出發(fā)給出的“靈魂拷問”。
但如果你足夠關注ICInsights的報告，你會發(fā)現(xiàn)排除新冠病毒這個不確定因素的影響，2009年至今，全球關閉晶圓廠的節(jié)奏在2018年和2019年已經(jīng)放緩。本次統(tǒng)計的關閉或改造的100座晶圓廠中，在2009至2017年這9年當中就有92座晶圓廠關閉或改變用途，也就是說2018年和2019年合計只關閉了8座晶圓廠，其中2019年只有3座。
我們把時間再往前提，實際上2009年至2013年就已經(jīng)關閉了72座晶圓廠。不過，不管是2009年至2013年這五年，還是2009年至2017年這9年，關閉的晶圓廠中150mm（6吋）晶圓廠都是最多的，2009年至2013年期間的數(shù)量占比是40%；2009年至2017年期間的占比則為41%。
從這點來看，6吋及以下尺寸的晶圓制造會慢慢退出歷史舞臺。
不過，當前還是有一些器件需要6吋晶圓的，比如車用IGBT、MOSFET功率器件、MEMS、CMOS圖像傳感器、二極管和三極管等。還有一點值得注意的是，車用半導體和模擬器件制造商放棄6吋工廠后，基本都是向8吋晶圓傾斜，但8吋晶圓自2017年開始便一直緊缺，2019年的15個新晶圓廠建設計劃中，約有一半是8吋的。
因此，新冠疫情造成的影響會不會達到經(jīng)濟危機的程度或者強于經(jīng)濟危機便成為6吋及以下晶圓退出歷史快慢的關鍵。
本土晶圓制造的“窗口期”和“雞/蛋危機”
新冠疫情出現(xiàn)之前，晶圓制造市場趨勢預計是這樣的。SEMI預計，2019~2022年，全球8吋晶圓產(chǎn)量將增加70萬片，增加幅度為14%，其中，MEMS和傳感器相關產(chǎn)能約增加25%，功率器件產(chǎn)能預估將提高23%。
ICInsights2019年12月發(fā)布的報告指出，2020年全球?qū)⒂?0座新的12吋晶圓廠進入量產(chǎn)，其中兩座位于中國內(nèi)地，全球晶圓產(chǎn)能將新增1,790萬片8吋約當晶圓，2021年新增產(chǎn)能將創(chuàng)歷史新高達2,080萬片8吋約當晶圓。這些晶圓產(chǎn)能增加主要來自三星、SK海力士、長江存儲、武漢新芯、華虹宏力等。
華夏幸福產(chǎn)業(yè)研究院的這個統(tǒng)計表告訴我們，內(nèi)地有27個在建或者在擴建的晶圓廠，少數(shù)是國外企業(yè)在華工廠，大部分都是本土企業(yè)，目前內(nèi)地疫情管控效果積極，這些項目勢必會進行下去。本土晶圓制造企業(yè)最缺的除了資金就是時間，晶圓廠出產(chǎn)能一般至少需要2年的時間，此消彼長之下，對于這些有資金的企業(yè)而言，新冠疫情期間可以說是一個“機會難得”的窗口期。
需要警醒的一點是“先有雞，還是先有蛋”的邏輯陷阱。疫情之下，國內(nèi)的晶圓廠有望拿到更多的訂單，但完成量的尺度實際上握在硅片廠商手里。目前，全球主要的半導體硅片供應商包括日本信越化學（Shin-Estu）、日本三菱住友（SUMCO）、德國Siltronic、韓國SKSiltron以及中國臺灣的環(huán)球晶圓、合晶科技，五大硅片供貨商的全球市占率達到了92%。其中日本信越化學市占率27%，日本三菱住友市占率26%，臺灣環(huán)球晶圓市占率為17%，德國Silitronic市占率13%，韓國LGSiltron市占率9%。
如果這五家企業(yè)由于新冠疫情影響宣布減產(chǎn)，那么新建的晶圓廠中的一部分產(chǎn)線就成為了擺設，ICinsights的問題也會得到“肯定”的答案。
來源：與非網(wǎng)
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