如何增加半導(dǎo)體產(chǎn)能利用率?

為了滿足當(dāng)前全球芯片短缺期間不斷增長的需求，半導(dǎo)體行業(yè)正在大幅提高其晶圓廠產(chǎn)能利用率，該術(shù)語是指在任何給定時間使用的總可用制造能力的百分比。但是，提高半導(dǎo)體容量利用率需要時間。這并不像“翻轉(zhuǎn)開關(guān)”并在一夜之間增加芯片輸出那樣容易。

當(dāng)市場需求高漲時，例如像現(xiàn)在這樣的周期性市場回升中，前端半導(dǎo)體制造設(shè)施或晶圓廠的產(chǎn)能利用率通常會超過80％，而某些個別晶圓廠的產(chǎn)能利用率可能會高達(dá)90-100％。如下表所示，在過去兩年中，該行業(yè)一直在穩(wěn)步提高整體晶圓廠利用率，并估計在2021年的大部分時間里利用率將進(jìn)一步提高以滿足需求。更高的晶圓廠利用率將增加芯片產(chǎn)量，并使整個行業(yè)完全滿足市場不斷增長的需求。

不幸的是，增加半導(dǎo)體產(chǎn)能利用率需要時間，因?yàn)榘雽?dǎo)體的生產(chǎn)極其復(fù)雜。制造一塊芯片的過程非常復(fù)雜，它需要高度專業(yè)化的投入和設(shè)備才能以微型規(guī)模實(shí)現(xiàn)所需的精度。僅半導(dǎo)體硅片的整體制造中就可以有多達(dá)1，400個處理步驟（取決于處理的復(fù)雜程度）。而且每個過程步驟通常都涉及使用各種高度復(fù)雜的工具和機(jī)器。簡而言之，制造半導(dǎo)體非常困難，因此需要時間。

那么為客戶制造芯片需要多少時間？調(diào)研顯示，晶圓廠為客戶制造成品芯片可能需要長達(dá)26周的時間。主要的原因如下：制造完成的半導(dǎo)體晶圓的周期時間平均大約需要12周，而先進(jìn)工藝則可能需要14-20周。要完善芯片的制造工藝以提高產(chǎn)量和產(chǎn)量需要花費(fèi)更多的時間-大約24周。

然后，一旦制造過程完成，硅片上的半導(dǎo)體就需要經(jīng)過最后一個生產(chǎn)階段，稱為后端組裝，測試和封裝（ATP），然后再將芯片最終制成并準(zhǔn)備好交付給制造商。終端客戶。ATP可能需要另外6周才能完成。因此，從客戶下訂單到收到最終產(chǎn)品的交貨時間最多可能需要26周。下表提供了芯片制造過程中所需的一些平均時間。

這最終意味著半導(dǎo)體行業(yè)目前正在短期內(nèi)盡其所能以提高利用率并滿足汽車行業(yè)乃至所有客戶的日益增長的需求。通過強(qiáng)制誰獲得芯片和誰沒有芯片來迫使行業(yè)選擇贏家和輸家不會克服上述制造半導(dǎo)體的時間常數(shù)。

半導(dǎo)體行業(yè)在復(fù)雜的供應(yīng)鏈中擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以成功地應(yīng)對當(dāng)前需求環(huán)境的挑戰(zhàn)。例如，除了提高利用率，提高產(chǎn)量和產(chǎn)量外，半導(dǎo)體公司還建立了指揮中心，以協(xié)助最緊急的客戶要求，并與客戶緊密合作以確保不加倍訂購。這些策略有助于在這個充滿挑戰(zhàn)的時期向客戶提供最快，最有效的產(chǎn)品交付。

從長遠(yuǎn)來看，全球晶圓廠的總產(chǎn)能最終將需要增加，以滿足僅通過提高利用率仍無法滿足的芯片的長期需求增長。因此，全球半導(dǎo)體行業(yè)正計劃通過在制造和研發(fā)方面的投資達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的水平，來滿足未來幾年這一預(yù)期的市場增長。
責(zé)任編輯:tzh