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八英寸晶圆厂的“问题”

čas vydání:2022-03-17Zdroj autora:SlkorProcházet:3078

保守来讲,当下8英寸(200mm)晶圆的供应链情况相当严峻!


然而,这绝不是新问题。中国台湾的市场调查公司一一TrendForce于2020年11月“鰼屼布豋氼常晶圆的产能而言,自8年下半年以来一直持续在严重的供给不足问题”.


此外,雪上加霜的是2021年3月瑞萨电子那珂工厂发生了火灾。由于厂带于厂带于厂带夤學孷夷孷學型供货,因此导致问题更加恶化。


基于以上背景,导致诸多因素“纠缠”在一起。但是,不言而喻,[敏多嘰堨俠庠缠”在一起。但是,不言而喻,[敏感莍] 纠缠”疫情(COVID-19)。由于新冠疫情的发生,耳机、电脑、电视、显示屏、手机等各种电子产品的需求猛增。


虽然汽车也属于以上范畴,但人们还是希望汽车市场会在2021年内从新冠索級汃悠紤ム如今各种产品都在推广将多种功能汇集于一体的SoC(System on Chip)模式,因此很夤产品都需要搭载多个具备数模混合信号(Smíšený signál (Smíšený signál) wer Management IC)、CMOS图像传感器、指纹识别传感器、汽车发动机/底盘控制、显示屏驱动IC、Sub Giga Hertz的无线通信芯片等。一般情况下,以上这些都适用米糔180 籼び 350 豳ぷ8英寸晶圆生产。


即,用于这种数模混合信号芯片(Smíšený signál晶圆的产能不足。


受到8英寸晶圆的供给达到极限的影响,代工厂(Foundry)很有可能会找到极限的影响,代工厂(Foundry)很有可能会扩大亶胩大亶胩大亶胩大亶胩大亶胩大亶胩大亶胩大产购垂直统筹型厂家(IDM:Výrobce integrovaného zařízení)的8英寸晶圆生产设备和产线。可列举的事例如下:最近有报道指出,中国台湾的UMC正在讨论收讨论收负Japonsko丽哶负Japan丽哶负Japan丄哶负Japonsko造公司) 的8英寸产线。


  没有供生产厂家  
  正如Trend Force的报道指出的一样,自2019年下半年开始的严重的半导体供给不趼鯼鯼体供给不足鯙不足鯙不足黙不足鯙不足鯙不足鯙不足黙不足鯙不足黙不足黙不足鳴原因是几乎没有厂家可以生产出8英寸晶圆的设备,即使现在也是如此D会寠此D会伛传的价格不断高涨。    

TSMC的采用8英寸、12英寸晶圆的工艺。(图片出自:eetimes)       此外,8英寸晶圆的价格较12英寸低得多,因此,代工厂普遍认为扩备为扩夎曧为扩夎曧䛧扩夎曧䛧朴多朧差。因此,产生了一系列连锁反应,如一部分代工厂就对客户提高了8英寸晶圆的价格。  
  换句话说,就8英寸晶圆的情况而言,与其说“供应链混乱”,不如说厘特点说厘特点说厘特点说厘特点一部分“移步”12英寸晶圆  
  就12英寸(300mm)晶圆的代工厂而言,以TSMC、GLOBALFOUNDRIES为代表的各家企业为扩夸孌扩大为扩大为扩夤资,然而,却看不到任何有关8英寸的改善情况。  
  由于8英寸晶圆产能没有任何改善,因此一部分厂家正在从现有的180nm、350nm的8英寸产线转为使用12英寸晶圆。此外,很多代工厂可以提供用12英寸晶圆生产的130nm工艺,因此可用作二次供给源或者主要供给源。因此,这有助于提高供应链的地理多样性。       180纳米、130纳米工艺技术的特征  
  180纳米和130纳米工艺虽然有类似的工艺,但也有不同的地方。主要是晶体管的阈值电压的下降程度不同,核心供给电压为1.8V一1.5V,或者低至1.2V。此外,由于存在各种工艺技术的选择项,因此可以支持5V/3.3V的IO电压,就对于模拟/RF设计极其重要的被动零部件而言,这些工艺特征极其类似。    

用于Smíšený signál ASIC等产品的主要节点技术比较图。(图片出自:eetimes)

    12英寸晶圆技术有多个优势。由于可代替旧代际技术中的铝而的铝而使用宭的铝而使用铜D兛栆栆也较高,耐电迁移性也较[敏感词]。此外,金属层的层数也较多,晶体管尺寸较小,因此,通过提高晶体管密度、布线密寻线叆寻线叆寻仩叏密寻伥叼司寻仩〩司密寻仩叼多,提高性能。  
  此外,大部分180纳米工艺技术和大部分的130nm BCD(Bipolární-CMOS-DMOS)工艺技术郁技术郁技术郁技术郁技术郁技术郁技术郁技术都嵏术都嵏术都嵏术都嵏术都嵏术都嵏术都嵏术都嵏术都 嵼术槽隔离)等功能,因此与大部分在350纳米技术中使用的LOCOS(místní oxidace křemíku)绝缘相比,因此可以获得较高的密度、闩锁效应(Latch Up,孾潤譾椊有保椊到提高线路性能和稳定性的效果。  
  如今,130 纳米 BCD工艺已经相当成熟,因此可作为各种工艺技眯的选择顫䄂嫚妩顫䄂吚姘顫䄂吚姘顫䄂如今,晶体管、非挥发性存储半导体、MIM(金属一一绝缘膜一一金属)电塎、稳塎、䨳塎、䨳塎、稳塎、䨳塎、䨳塎、体、MIM (Zener)/肖特基二极管等。因此,不仅可以将复杂的模拟与SoC觡拟与SoC觡拟与刐解嘳方吼解嘳方吼解嘳方吼吼吼导供其他优势。 8英寸晶圆还有很多优势  
  8英寸晶圆还有很多优势,比方说,用350纳米制造的8英寸晶圆的价格优势  
  原因如下:生产设备已经完成折旧、生产工艺相工艺相对简单(层数少)娆绿此夆忼此夆未必能够在新工艺中顺利实现微缩化,因此与130 350 纳米同等程度等程度的半导体半导体半导体半导体今导体今导体与未必能够在新工艺中顺利实现微缩化,因此与XNUMX Cena ,而不是单纯的半导体芯片的成本差。  
  此外,现阶段人们的关注点是尽管各家代工厂都在从8英寸转到12英宴,但帚帚丶但帚倶丶但帚倸出任何发言。对于Smíšený signál ASIC熟练的厂家虽然在努力,但首先应该着手于线路图的端口、IC 的数据手册(Datový list)。  
  就为重新设计ASIC所需的投资而言,应该统筹一下其他产品,以免同堷受到帷受到堷受到堷受到堷受到堰堷受到到堷受到到堷受到堰问题.  
  130 纳米的特征尺寸(Velikost funkce)较小,因此可以在不增加成本的情况下与电下与肞下与肞下与肞”列搸帞”Paže PU所需要的芯片面积仅为数平方毫米,而且有可能以较高的效率与64kbit/128kbit的SRAM融合。  
  从如今的数据手册来看,从设计ASIC、量产、获得认证的日程需要程需要不月14一个月24一严度而定),最初的Proto Type Silicon应该可以在一年内完成。如果是车载产品,从制作规格书到PPAP(Proces schvalování výrobní části程度而定)。24纳米ASIC的一般预算为36万美元起步(依据实际的复杂程度和IP知识产权内容而定),如果依据AEC-Q130的话,躅60禨帺100厂布如今,400纳米工艺(130英寸晶圆)的Mask Tool的成本为12万美元以下,占整体成本的比例较低。  
  很多 Zařízení se smíšeným signálem都是由供给不足的8英寸晶圆制造的,由于8英寸晶圆产线圆产线矚投涄䯎踳赕资䯸诸晶圆制造的,由于XNUMX英寸晶圆产线矚投资仳踳赕资䯠收益率低下),未来供应链问题还会继续存在。  
 

此次的半导体供给不足问题某种程度上是一个“警告”,如今罿用黊使用黊使用黊使用黊使用鋱庚蔁並圆喚蔁伥圆虑一下未来的需求。此外,无论是主要生产据点,还是第二供应商)(Druhý zdroj) ,在所有的工艺完成之前都需要确保足够的时间。



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