CA168首页 > 自动化新闻 > 产业动态 > 新闻详情

德州仪器(TXN.US)再关闭两座晶圆厂,冰火两重天市场局面突显

发布日期:2020-02-13 浏览次数:42
 上周,在公司电话会议上,德州仪器(TXN.US)表示,将在未来几年内关闭其最后两个150mm(6英寸)晶圆厂,同时,在其德克萨斯州Richardson工厂建造下一个300mm(12英寸)晶圆厂。德州仪器投资者关系主管Dave Pahl在电话会议上说:“这将是一项多年计划,预计不迟于2023年至2025年完成。”

Pahl表示,每年在这两个150mm晶圆厂生产约15亿美元的产品,很大一部分将转移到300mm晶圆厂,从而提高生产率和经济效益。

该公司表示,Richardson新的300mm晶圆厂预计将在2021年底前完成厂房建设,之后会根据市场的具体需求添加设备。

2019年4月,德州仪器发布了这座300mm晶圆厂的兴建计划,预计投资31 亿美元。不过,鉴于2019年低迷的半导体市场,以及不甚理想的营收状况,TI在Richardson 投资建设300mm晶圆厂计划并不如当初预想的那样顺利,可能要推迟两年才能完成。

该公司表示,建成后,这座新工厂将能提供具有竞争力的交货时间和成本的产品,因为更大的300mm晶圆生产的模拟芯片数量是150mm晶圆的两倍以上。选择Richardson的原因之一是:与其现有的RFAB十分靠近,有助于运营效率提升。目前的300mm晶圆厂RFAB于2009年开业,专注于汽车和工业市场。

大量150mm晶圆厂关闭

随着制程工艺的成熟与进步,以及市场需求的增加,越来越多的公司采用20nm以下的先进工艺设计、生产IC和器件,这使得越来越多的IDM和代工厂淘汰生产效率低下的晶圆厂。

据IC Insights统计,在过去的10年中(2009-2018年),全球半导体制造商总共关闭或重建了97座晶圆厂。其中,关闭了42座150mm晶圆厂和24座200mm晶圆厂,而关闭的300mm晶圆厂数量仅占关闭总数的10%。具体如下图所示。

而从地区来看,日本关闭的晶圆厂数量最多。以瑞萨为例,该公司最近关闭的两座晶圆厂都是150mm的,包括位于日本高知县的一家工厂,该工厂主要生产模拟、逻辑器件以及一些型号陈旧的微型元器件。此外,瑞萨还将位于日本滋贺县大津的工厂调整为生产光电器件。据悉,瑞萨预计将会在2020年或2021年再关闭两座150mm晶圆厂。

IC Insights预计,随着建设新的晶圆厂和制造设备的成本飙升,未来将会有越来越多的IC公司专注于晶圆代工或Fabless模式,也将会有越来越多的低效率晶圆厂被关闭。

德州仪器目前在9个国家有15座晶圆厂,当然,这些厂房中包括即将关闭的落后产能,以及新建的300mm产能。2019年4月,Diodes公司完成了对位于英国苏格兰Greenock的德州仪器150mm / 200mm晶圆厂(GFAB)的收购,这也是TI逐步摒弃落后产能策略的一部分。

在关闭落后产能方面,行业内主要的模拟和模数混合芯片IDM厂商都有着普遍的共识,除了TI和瑞萨之外,另一家大厂ADI也计划在2021年关闭位于加利福尼亚州米尔皮塔斯的150mm晶圆厂。

提升利润率

在模拟芯片市场,像TI、ADI、Maxim这样的厂商,都有着高于行业平均水平的毛利率。以TI为例,在过去10年内,其利润和利润率保持上升态势,并在2018年创造了新高。按照TI的说法,创造高利润率与他们用12英寸晶圆厂生产模拟芯片、降低成本有关。数据显示,TI的模拟芯片在2018年的运营利润率高达46.7%,但嵌入式处理器的运营利润率仅为29.6%。

近些年,TI一直在稳步提升其300mm晶圆模拟芯片的产量,以削减成本并提高生产效率。TI表示,300mm晶圆厂的产量比竞争对手使用的200mm工艺生产的芯片便宜40%。此外,对于模拟用途,300mm晶圆厂的投资回报率可能更高,因为它可以使用20到30年。

TI将很多逻辑和嵌入式IC生产外包给代工厂,但模拟芯片主要都是在其自家的工厂生产。该公司目前拥有两个300mm晶圆厂,分别名为RFAB和DMO56。截至2017年,其300mm模拟芯片产量占其整体模拟芯片产量的40%,而到了2018年,这一比例提升到了50%左右。考虑到5G,IoT、汽车和云计算等应用的成熟和大规模扩展,会推动相关模拟芯片需求的增长,因此,该公司有充分的理由进行300mm晶圆厂扩展,以保持并进一步提升其高利润率。

150mm晶圆市场依然可观

行业内大量的150mm晶圆厂被关闭,越来越多的300mm晶圆厂上马并逐步实现量产。那么,这是不是意味着150mm晶圆正在逐步退出历史舞台呢?答案是否定的,150mm晶圆依然有着巨大的市场空间。

以上提到的陆续关闭的150mm晶圆厂,它们的制造工艺主要都是第一代基于硅的MOS技术,如BiCMOS、DMOS、金属栅CMOS,多晶硅栅CMOS,以及BiPolar等。这些都是半导体行业最为传统的工艺技术,生产的芯片也都是一些传统应用,如电源管理、照明、热管理和放大器等。这些芯片的性能指标相对不高,够用就可以,因此,它们的应用市场整体处于萎缩态势,其相应的150mm晶圆自然也就越来越缺乏市场动力。

而在新工艺技术和应用的推动下,特别是对相应模拟芯片的性能指标提出更高要求的情况下,第二代和第三代化合物半导体的市场需求量越来越大,发展前景广阔。而这些模拟芯片通常都是采用150mm晶圆生产的。因此,化合物半导体市场对150mm晶圆的需求量依然旺盛,而且,总体来看,目前处于供不应求的状态。

第二代化合物半导体方面,砷化镓(GaAs)是目前的主力军。近年来,LED推动了化合物半导体技术的进一步发展,而新的发展来自于两类光电子应用:用于数据网络的激光光源和波导技术,以及用于先进3D成像的激光二极管和光电探测器技术。

与CMOS技术不同,GaAs需要一些特定类型的设备,如垂直腔表面发射激光器(VCSEL)在可能的情况下将使用单片式工艺。这与传统的一次性批量处理多片晶圆不同,这些三五族(III-V)材料技术最终将通过3D人脸识别等新兴应用进入更广泛的消费市场。而GaAs主要采用150mm、200mm晶圆,因为它不需要逻辑芯片那样高的集成度和先进制程,而相关模拟芯片又有很广阔的应用前景,特别是AR/VR和3D成像技术,给相应晶圆厂提供了很大的盈利空间。

而在第三代化合物半导体方面,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是典型代表,特别是SiC,在高功率应用领域越来越受到欢迎,而这些芯片也都是基于150mm晶圆的。

当下,有越来越多的SiC功率MOSFET应用于电动汽车。以美国市场为例,未来10年,在美国上路的轻型客运车辆中,有15%都是电动汽车。随着越来越多的应用需要高压开关,SiC晶圆厂商科锐(Cree)越来越看好150mm晶圆的市场前景。其子公司Wolfspeed作为SiC功率MOSFET器件制造商,对该市场非常乐观,认为2023年SiC器件的可用市场总额将达到50亿美元。

除了Cree之外,以英飞凌、意法半导体(STM.US)和罗姆为代表的IDM也都非常关注SiC和GaN市场的发展。今年1月中旬,意法半导体宣布与罗姆旗下公司SiCrystal签署一项SiC晶圆长期供应协议。协定规定,SiCrystal向意法半导体提供总价超过1.2亿美元的150mm碳化硅芯片,满足时下市场对SiC功率元件日益增长的需求。

实际上,意法半导体一直在布局和扩大SiC业务。2019年初,该公司与Cree签署了多年供货协议,协议规定,Cree向意法半导体供应价值2.5亿美元的先进150mm碳化硅裸晶圆和外延晶圆。

2019年底,意法半导体完成了对瑞典SiC晶圆制造商Norstel AB的整体收购,Norstel主要进行150mm碳化硅裸片和外延片的生产。

在GaN方面,业内也有多家领导厂商在进行着研发,如我国化合物半导体的领先企业三安集成,正在拓展150mm硅基GaN晶圆代工业务。该公司运用于高压AC/DC和DC/AC电力电子领域的150mn硅基GaN代工服务已经面向全球市场开放。

结语

在以MOS为代表的传统工艺领域,150mm晶圆市场正在萎缩,300mm晶圆大量涌现,这已经成为不可阻挡的趋势。然而,在化合物半导体领域,随着技术的成熟和进步,特别是市场应用需求的带动,相应150mm晶圆市场愈加活跃,需求量巨大。因此,150mm晶圆市场冰火两重天的局面愈加突显。

 

 

 
[新闻搜索] [] [告诉好友] [打印本文] [关闭窗口] [返回顶部]
0条 [查看全部]  网友评论

视觉焦点