Заводы по обработке пластин: ситуация в 2009–2018 гг. и ближайшие перспективы

Заводы по обработке пластин: ситуация в 2009–2018 гг. и ближайшие перспективы

Выпуск 6(6680) от 21 марта 2019 г.
РУБРИКА: ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА

Развитие производственных мощностей полупроводниковой промышленности неизбежно связано с закрытием и перепрофилированием устаревших производств, открытием новых заводов. При этом главным фактором выступает не столько прогресс собственно технологических процессов, сколько спрос со стороны производителей конечных систем. Так, например, развитие Интернета вещей привело к увеличению спроса на приборы, изготавливаемые на 200-мм пластинах.

По данным исследовательской корпорации IC Insights, за период 2009–2018 гг. по всему миру было закрыто или перепрофилировано 97 заводов по обработке пластин различного диаметра. Перепрофилирование в основном заключалось в отказе от производства ИС на конкретных предприятиях в пользу изготовления MEMS и изделий оптоэлектроники (сапфировые технологии, фотоприемники, волноводы, силовые полупроводниковые приборы и т. п.). К основным причинам закрытия и перепрофилирования мощностей по производству ИС можно отнести:

недавно завершившуюся волну сделок слияний и поглощений (2015–2017 гг.);

переход значительного числа производителей ИС на технологические процессы с топологиями 20 нм и менее (изготавливаются на современных заводах по обработке 300-мм пластин);

закрытие и перепрофилирование нерентабельных производств (обычно «зрелые» заводы по обработке пластин диаметром ≤200 мм).

Из общего объема закрытых и перепрофилированных производств на заводы по обработке 300-мм пластин пришлось всего 10,3% предприятий (рис. 1). Первой ласточкой стала корпорация Qimonda (возникшая в середине 2000-х гг. на базе отделения Siemens Semiconductor по производству ДОЗУ), обанкротившаяся и ушедшая из полупроводникового бизнеса в 2009-м. При этом был закрыт первый в мире завод по обработке 300-мм пластин. Наибольшее число случаев закрытия и перепрофилирования отмечено по заводам, обрабатывавшим пластины диаметром 150 мм (43,3%), три таких предприятия были закрыты или перепрофилированы в течение 2018 г. К ним относятся два завода японской корпорации Renesas – ​предприятие в г. Конан (префектура Коти), производившее аналоговые и логические приборы, а также некоторые устаревшие микрокомпоненты, было закрыто, а завод в г. Оцу (префектура Сига) был перепрофилирован и теперь производит только оптоэлектронные приборы. Третий завод (Fab 1), принадлежавший фирме Polar Semiconductor (ныне Sanken, г. Блумингтон, шт. Миннесота, США) и выпускавший аналоговые и дискретные полупроводниковые приборы, а также оказывавший услуги кремниевого завода, был закрыт.



Источник: IC Insights

Рисунок 1. Количество закрытых и перепрофилированных заводов по диаметру обрабатываемых пластин за период 2009–2018 гг.


Специалисты корпорации IC Insights прогнозируют, что в ближайшие годы будет закрыто или перепрофилировано относительно большое число существующих полупроводниковых производств. Причин несколько – ​в частности, стремительный рост стоимости новых заводов по обработке пластин и оборудования для них, а также переход все большего числа производителей ИС на модели fab-lite и fabless, не требующих наличия больших объемов мощностей или вообще не нуждающихся в них. На данный момент уже известно о планах закрытия или перепрофилирования по крайней мере еще пяти заводов. Так, корпорация Samsung переведет один из своих заводов по производству схем памяти на 300-мм пластинах (Line 13) на изготовление формирователей сигналов изображения. К июню 2019 г. корпорация Texas Instruments закроет свой завод по обработке 200-мм пластин (GFAB в г. Гринок, Шотландия) для производства аналоговых ИС. Renesas планирует закрыть еще два завода по обработке 150-мм пластин (в г. Оцу, префектура Сига, и в г. Убе, префектура Ямагути) в 2020 или 2021 г. Кроме того, свой 150-мм завод в Милпитасе (шт. Калифорния, США) намерена закрыть корпорация Analog Devices – ​в феврале 2021 г.

С географической точки зрения больше всех заводов, по сравнению с другими странами и регионами, было закрыто в Японии – ​36 предприятий, или 37,1% от общего показателя. На Северную Америку за рассматриваемый период пришлось 31,9% закрытий, на Европу – ​18,6%, а на страны Азиатско-Тихоокеанского региона – ​12,4%. С учетом количества закрытых в Японии заводов и намного меньшего числа открытых производств неудивительно, что на эту страну, когда-то на равных конкурировавшую с США, теперь приходится всего 5% мировых капиталовложений в полупроводниковую промышленность (рис. 2) [1].



Источник: IC Insights

Рисунок 2. Географическая структура закрытия и перепрофилирования заводов по обработке пластин за период 2009–2018 гг.


Следует отметить, что растущий спрос на приборы для Интернета вещей и некоторых других применений (включая автомобильную и промышленную электронику), для изготовления которых не требуется задействовать новейшие технологии с минимальными топологическими нормами, стимулирует спрос на мощности по обработке 200-мм пластин. По оценкам Международной организации поставщиков оборудования и материалов для полупроводниковой промышленности (SEMI), в период с 2019 по 2022 гг. обрабатывающие мощности увеличатся на 700 тыс. пластин в месяц (+14%) и достигнут показателя 6,5 млн пластин в месяц. Благодаря этому за прогнозируемый период отгрузки пластин со сформированными структурами MEMS и датчиков вырастут на 25%, а отгрузки мощных полупроводниковых приборов – ​на 23%. Услуги кремниевых заводов по обработке 200-мм пластин расширятся на 18%. Отмечается, что это будет достигнуто не только за счет модернизации и расширения существующих мощностей, но и благодаря строительству новых заводов по обработке пластин [2].

Нечто подобное будет наблюдаться и по заводам, обрабатывающим пластины диаметром 150 мм и даже 100 мм (для сапфировых технологий, изделий опто- и квантовой электроники), но в несколько меньшем размере. В то же время наибольший вклад в прирост мощностей по-прежнему будут вносить заводы по обработке 300-мм пластин (благодаря большему уровню их рентабельности и меньшим удельным издержкам на кристалл в среднем), однако здесь темпы расширения производства окажутся ниже, чем ранее ожидалось.

   

1. IC Insights Bulletin: 97 IC Wafer Fabs Closed or Repurposed During Past 10 Years. IC Insights, February 27, 2019: http://www.icinsights.com/news/bulletins/97-IC-Wafer-Fabs-Closed-Or-Repurposed-During-Past‑10-Years/ 

2. 200mm Fabs to Add 700,000 Wafers Through 2022, SEMI Reports. Solid State Technology. Wafer News, February 20, 2019: https://electroiq.com/2019/02/200mm-fabs-to-add‑700000-wafers-through‑2022-semi-reports/


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.