Untuk bersikap konservatif, situasi rantaian bekalan semasa untuk wafer 8 inci (200mm) agak teruk!

Walau bagaimanapun, ini bukanlah masalah baharu. TrendForce, sebuah syarikat penyelidikan pasaran di Taiwan, mengeluarkan siaran berita pada November 2020 yang mengatakan: "Dari segi kapasiti pengeluaran wafer 8 inci, terdapat masalah kekurangan bekalan yang serius sejak separuh kedua tahun 2019."

Selain itu, untuk memburukkan lagi keadaan, kebakaran telah berlaku di kilang Renesas Electronics Naka pada Mac 2021. Masalah ini diburukkan lagi oleh fakta bahawa kilang Renesas di sini membekalkan banyak model.

Berdasarkan latar belakang di atas, banyak faktor yang "berkaitan" antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, sudah tentu punca terbesarnya ialah COVID-19. Disebabkan oleh wabak COVID-19, permintaan untuk pelbagai produk elektronik seperti fon kepala, komputer, TV, skrin paparan dan telefon bimbit telah melonjak.

Walaupun kereta juga termasuk dalam kategori di atas, orang ramai masih berharap pasaran kereta akan pulih daripada bayang-bayang wabak mahkota baharu pada tahun 2021. Pada masa kini, pelbagai produk mempromosikan model SoC (Sistem pada Cip) yang mengintegrasikan pelbagai fungsi menjadi satu. Oleh itu, banyak produk perlu dilengkapi dengan pelbagai IC dengan isyarat campuran digital-analog (Cip Isyarat Campuran). Kegunaan utama produk di atas adalah seperti berikut: PMIC (IC Pengurusan Kuasa), sensor imej CMOS, sensor pengecaman cap jari, kawalan enjin/casis automobil, IC pemacu paparan, cip komunikasi tanpa wayar Sub Giga Hertz, dan sebagainya. Dalam keadaan biasa, yang di atas sesuai untuk proses 180nm dan 350nm dan dihasilkan pada wafer 8 inci.

Iaitu, permintaan yang semakin meningkat untuk produk yang digunakan dalam jenis cip isyarat campuran (Mixed Signal Cip) dan semikonduktor kuasa ini telah menyebabkan kapasiti pengeluaran wafer 8 inci tidak mencukupi.

Terjejas oleh had bekalan wafer 8 inci, faundri berkemungkinan akan mengembangkan kapasiti pengeluarannya. Faundri mungkin memperoleh peralatan pengeluaran wafer 8 inci dan barisan pengeluaran pengeluar bersepadu menegak (IDM: Pengilang Peranti Bersepadu). Contoh yang boleh dipetik adalah seperti berikut: Laporan terkini menunjukkan bahawa UMC di Taiwan sedang membincangkan pemerolehan barisan pengeluaran 8 inci Japan Semiconductor (dahulunya syarikat pembuatan semikonduktor Toshiba).

Tiada pengilang yang disediakan
Seperti yang ditunjukkan oleh laporan Trend Force, sebab kekurangan bekalan semikonduktor yang teruk yang bermula pada separuh kedua tahun 2019 adalah kerana hampir tiada pengeluar yang boleh menghasilkan peralatan wafer 8 inci, walaupun sekarang, jadi harga peralatan pengeluaran semikonduktor terus meningkat.    

TSMC menggunakan proses wafer 8 inci dan 12 inci. (Gambar daripada: eetimes)Di samping itu, harga wafer 8 inci jauh lebih rendah daripada wafer 12 inci. Oleh itu, kilang faundri secara amnya percaya bahawa pengembangan kapasiti pengeluaran 8 inci kurang berkesan dari segi kos. Akibatnya, satu siri tindak balas berantai berlaku. Contohnya, sesetengah kilang faundri telah menaikkan harga wafer 8 inci kepada pelanggan.  
Dalam erti kata lain, setakat situasi wafer 8 inci berkenaan, adalah lebih baik untuk mengatakan bahawa ia dicirikan oleh "pengilang bekalan yang tidak mencukupi" dan bukannya "kekacauan rantaian bekalan". Sebahagian daripada wafer 12 inci itu "dipindahkan"
Bagi faundri wafer 12 inci (300mm), pelbagai syarikat yang diwakili oleh TSMC dan GLOBALFOUNDRIES sedang melabur dengan penuh semangat untuk mengembangkan kapasiti pengeluaran. Walau bagaimanapun, tiada penambahbaikan dapat dilihat untuk 8 inci.  
Memandangkan tiada peningkatan dalam kapasiti pengeluaran wafer 8 inci, sesetengah pengeluar beralih daripada barisan pengeluaran 8 inci 180nm dan 350nm sedia ada kepada wafer 12 inci. Di samping itu, banyak kilang faundri boleh menyediakan proses 130nm yang dihasilkan pada wafer 12 inci, supaya ia boleh digunakan sebagai sumber bekalan sekunder atau utama. Oleh itu, ini membantu meningkatkan kepelbagaian geografi rantaian bekalan. Ciri-ciri teknologi proses 180nm dan 130nm
Walaupun proses 180nm dan 130nm mempunyai proses yang serupa, ia juga mempunyai perbezaan. Sebab utamanya ialah voltan ambang transistor jatuh ke darjah yang berbeza. Voltan bekalan teras ialah 1.8V hingga 1.5V, atau serendah 1.2V. Di samping itu, terdapat pelbagai pilihan teknologi proses untuk menyokong voltan IO 5V/3.3V, dan ciri-ciri proses ini sangat serupa untuk komponen pasif yang sangat penting untuk reka bentuk analog/RF.    

Carta perbandingan teknologi nod utama yang digunakan dalam Mixed Signal ASIC dan produk lain. (Gambar daripada: eetimes)

Teknologi wafer 12 inci mempunyai beberapa kelebihan. Memandangkan kuprum boleh digunakan sebagai ganti aluminium dalam teknologi generasi lama, ketumpatan arus yang dibenarkan juga lebih tinggi dan rintangan elektromigrasi juga sangat baik. Di samping itu, terdapat lebih banyak lapisan logam dan saiz transistor lebih kecil. Oleh itu, dengan meningkatkan ketumpatan transistor dan ketumpatan pendawaian, saiz cip dapat dikurangkan dan prestasi dipertingkatkan.  
Di samping itu, kebanyakan teknologi proses 180nm dan kebanyakan teknologi proses 130nm BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) boleh menyokong fungsi seperti STI (Pengasingan Parit Cetek). Oleh itu, berbanding dengan penebat LOCOS (Pengoksidaan Silikon Tempatan) yang digunakan dalam kebanyakan teknologi 350nm, ketumpatan yang lebih tinggi, fungsi perlindungan selak, dan sebagainya boleh diperolehi. Oleh itu, kesan peningkatan prestasi dan kestabilan talian dicapai.  
Hari ini, proses BCD 130nm agak matang dan oleh itu boleh digunakan sebagai pilihan untuk pelbagai teknologi proses. Seperti pelbagai tahap transistor voltan tinggi, semikonduktor storan tak meruap, kapasitor MIM (filem-logam penebat logam), diod Zener/diod Schottky, dan sebagainya. Oleh itu, bukan sahaja fungsi analog/RF yang kompleks boleh disepadukan dengan penyelesaian SoC, malah faedah lain juga boleh diberikan. Wafer 8 inci juga mempunyai banyak kelebihan.
Wafer 8 inci juga mempunyai banyak kelebihan. Contohnya, kelebihan harga wafer 8 inci yang dikeluarkan pada 350 nanometer.  
Sebab-sebabnya adalah seperti berikut: peralatan pengeluaran telah susut nilai dan proses pengeluaran agak mudah (lapisan yang lebih sedikit). Di samping itu, sesetengah litar analog mungkin tidak dapat dikecilkan dengan jayanya dalam proses baharu, jadi harga cip semikonduktor pada tahap yang sama seperti 130 nm mungkin lebih tinggi daripada 350 nm. Walau bagaimanapun, apabila sesuatu produk tidak dapat dihasilkan kerana kekurangan alat ganti, dalam kebanyakan kes, situasi yang sangat serius berlaku, bukannya perbezaan kos yang mudah dalam cip semikonduktor.  
Di samping itu, tumpuan orang ramai pada peringkat ini adalah walaupun pelbagai kilang faundri bertukar daripada 8 inci kepada 12 inci, tiada satu pun pengeluar yang membuat sebarang kenyataan. Walaupun pengeluar yang mahir dalam ASIC Isyarat Campuran sedang berusaha keras, mereka harus mulakan dengan port gambarajah litar dan helaian data IC terlebih dahulu.  
Dari segi pelaburan yang diperlukan untuk mereka bentuk semula ASIC, produk lain harus diselaraskan bagi mengelakkan masalah yang sama seperti rantaian bekalan 8 inci.  
Saiz ciri 130nm adalah lebih kecil, jadi ia boleh disepadukan dengan teras siri "Arm Cortex-M" tanpa meningkatkan kos. Kawasan cip yang diperlukan untuk CPU kelas bawah hanya beberapa milimeter persegi, dan ia boleh disepadukan dengan SRAM 64kbit/128kbit dengan kecekapan tinggi.  
Berdasarkan helaian data hari ini, jadual daripada mereka bentuk ASIC, pengeluaran besar-besaran dan mendapatkan pensijilan mengambil masa 14 bulan hingga 24 bulan (bergantung pada kerumitan). Proto Jenis Silikon awal sepatutnya siap dalam tempoh setahun. Jika ia merupakan produk automotif, ia mengambil masa kira-kira 24 bulan hingga 36 bulan (bergantung pada kerumitan) daripada pengeluaran spesifikasi hingga PPAP (Proses kelulusan bahagian pengeluaran, proses kelulusan bahagian pengeluaran). Bajet umum untuk ASIC 130nm bermula pada US$600,000 (bergantung pada kerumitan sebenar dan kandungan IP). Jika berdasarkan AEC-Q100, kosnya adalah kira-kira US$4 juta. Hari ini, kos Alat Topeng untuk proses 130nm (wafer 12 inci) adalah kurang daripada US$200,000, menyumbang kepada bahagian yang rendah daripada kos keseluruhan.  
Banyak Peranti Isyarat Campuran dihasilkan daripada wafer 8 inci yang kekurangan bekalan. Disebabkan pelaburan yang tidak mencukupi dalam barisan pengeluaran wafer 8 inci (disebabkan pulangan pelaburan yang rendah), masalah rantaian bekalan akan terus wujud pada masa hadapan.  
 

Kekurangan bekalan semikonduktor ini sedikit sebanyak merupakan "amaran". Syarikat-syarikat yang sedang menggunakan wafer 8 inci harus mempertimbangkan permintaan masa hadapan terlebih dahulu. Di samping itu, sama ada pangkalan pengeluaran utama atau pembekal kedua (Sumber Kedua), masa yang mencukupi perlu dipastikan sebelum semua proses selesai.

Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Semiconductor Industry Observation". Artikel ini hanya mewakili pandangan peribadi penulis dan tidak mewakili pandangan Sacco Micro dan industri. Ia hanya untuk cetakan semula dan perkongsian bagi menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber asal dan penulis untuk cetakan semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Nombor telefon syarikat: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li

QQ: 332496225 Pengurus Qiu

Alamat: Bilik 809, Bangunan C, Bangunan Teknologi Zhantao, No. 1079 Minzhi Avenue, Daerah Baharu Longhua, Shenzhen