如何增加半導體產(chǎn)能利用率

當市場需求較高時，例如在當前周期性的市場復蘇中，前端半導體制造設施或晶圓廠的產(chǎn)能利用率通常會超過80%，而一些個別晶圓廠的產(chǎn)能利用率可能高達90-100%。如下表所示，在過去兩年中，行業(yè)整體晶圓廠利用率穩(wěn)步提高，預計利用率將進一步提高，以滿足2021年大部分時間的需求。更高的晶圓廠利用率將增加芯片產(chǎn)量，使整個行業(yè)充分滿足日益增長的市場需求。

不幸的是，提高半導體容量的利用率需要時間，因為半導體的生產(chǎn)極其復雜。制造芯片的過程非常復雜，需要高度專業(yè)化的投資和設備才能在微尺度上實現(xiàn)所需的精度。僅在半導體硅晶片的整體制造中，就可能有多達1400個處理步驟(取決于處理的復雜性)。此外，每個過程步驟通常涉及使用各種高度復雜的工具和機器。簡而言之，制造半導體非常困難，所以需要時間。

如何提高半導體容量的利用率？

那么為客戶制造芯片需要多長時間呢？研究表明，晶圓廠為客戶制造成品芯片可能需要長達26周的時間。主要原因如下：成品半導體晶圓的周期時間平均需要12周左右，而先進工藝可能需要14-20周。需要更多的時間——大約24周——來改進芯片制造工藝，以提高產(chǎn)量和產(chǎn)量。

然后，一旦制造過程完成，硅片上的半導體就需要經(jīng)過稱為后端組裝、測試和封裝(ATP)的最終生產(chǎn)階段，然后芯片最終被制造出來，準備交付給制造商。最終客戶。ATP可能還要6周才能完成。因此，客戶可能需要長達26周的時間才能下單并收到最終產(chǎn)品。下表提供了芯片制造過程中所需的一些平均時間。

這最終意味著半導體行業(yè)正在短期內(nèi)盡最大努力提高利用率，滿足汽車行業(yè)乃至所有客戶不斷增長的需求。通過強迫誰得到芯片和誰沒有芯片來迫使行業(yè)選擇贏家和輸家，并不能克服上述制造半導體的時間常數(shù)。

半導體行業(yè)擁有豐富的復雜供應鏈經(jīng)驗，能夠成功應對當前需求環(huán)境的挑戰(zhàn)。比如半導體公司除了提高利用率和產(chǎn)量外，還成立了指揮中心，協(xié)助最迫切的客戶需求，與客戶緊密合作，確保訂單不翻倍。這些策略有助于在這個充滿挑戰(zhàn)的時期為客戶提供最快、最有效的產(chǎn)品交付。

從長遠來看，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無法滿足的芯片長期需求增長。因此，全球半導體行業(yè)正計劃在制造業(yè)和R&D實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的投資水平，以滿足未來幾年的預期市場增長。