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[导读]根据Semi保守预测,从2020到2024,芯片行业将增加至少38个新的 300毫米量产晶圆厂,在300毫米晶圆厂上的投入将在2030年达到700亿美元历史新高。

这一波半导体器件的缺货潮起因于地缘政治的摩擦和新冠疫情发展,到目前为止缺货的原因更为复杂多变,缺货的情况也将持续下去。新冠的常态化发展不仅重塑了人们的生活方式,对于半导体器件的生产也提出了更大的挑战。大部分半导体厂商都在进行产能的扩充,而在功率器件领域,大家都纷纷开始了自己的300毫米晶圆厂产能扩充计划。根据Semi保守预测,从2020到2024,芯片行业将增加至少38个新的 300毫米量产晶圆厂,在300毫米晶圆厂上的投入将在2030年达到700亿美元历史新高。
而当前大环境下的另一个尤须考虑的重大前提是双碳目标的推进,扩能并不意味着野蛮地复制增长,在技术和环节上进步实现更高效环保的生产才能走的更远。英飞凌于9月17日在奥地利完成了新的300毫米晶圆厂的建设,在工厂开业的发布会上 ,英飞凌科技奥地利股份公司首席执行官 Sabine Herlitschka 博士表示该工厂将在一周内出片。
左到右: 奥地利负责人Sabine女士,英飞凌科技股份公司首席执行官Reinhard Ploss博士,英飞凌科技股份公司首席运营官Jochen Hanebeck
根据发布会内容, 我们可以看到新工厂的设三个维度上的意义:短期上快速实现产能扩充,保证市场领先地位;中期上新的奥地利工厂和原德国工厂实现了更灵活的产能调度,应对可能发生的产能变化;长期来看上采用先进的先进的绿色生产方式的新工厂的建成,是英飞凌实现其2030年实现碳中和承诺的重要一步。

实现产能扩充和调度灵活性

英飞凌于2018年宣布开始筹建奥地利300毫米晶圆厂,新冠疫情并没有影响到其推进的速度,实际现在的完成时间比预期提前了3个月。据英飞凌科技股份公司首席执行官Reinhard Ploss博士分享,新工厂有望为英飞凌带来每年约 20 亿欧元的销售额提升。英飞凌科技股份公司首席运营官 Jochen Hanebeck表示,300毫米薄晶圆虽然直径很大,但厚度只有40微米,比人的发丝还要细。在当前市场中,自有制造能力是非常重要的。新工厂是英飞凌发展史上的又一重要里程碑,将为英飞凌的产能带来很大的提升的同时降低成本。

当前的局势中产能短缺虽然是主旋律,但供需变化更为快和复杂,半导体厂商要保证自己产能够呼应客户快速变化的需求,需要时刻观察供需之间的发展变化趋势,做好产能计划部署。而英飞凌奥地利工厂的建成,将会和之前德国的工厂“合体”成巨型工厂,实现更灵活产能调度。

据Jochen Hanebeck分享,英飞凌目前有两座生产功率器件的大型300毫米薄晶圆芯片工厂,一座位于德国德累斯顿,另一座就是奥地利菲拉赫的新工厂。这 两座工厂基于相同的标准化生产和数字化理念,使得英飞凌能够像控制一座工厂一样,来控制两座工厂的生产运营,这两家工厂实质上“合体”成为同一个巨型虚拟工厂,英飞凌可以在两座工厂之间迅速调整不同产品的产量,从而更加快速地响应客户需求。这不仅进一步提高了产能,而且能够为客户提供更高的灵活性。据悉英飞凌生产的40%的芯片是流向汽车行业,汽车行业是其一个基本盘。尤其是在功率半导体领域,英飞凌占有15%~20%的领先市场份额。汽车市场是其尤为看重的行业。而车企的需求实际上也一直在动态变化的,新的这种生产方式也可以更好地去配合汽车行业生产的这种变化。

面向未来的绿色生产方式

德国德累斯顿和奥地利菲拉赫的工厂是英飞凌在制造技术、工艺流程和节能减排上最高水平的代表:无须人工进行晶圆搬运,自动化运输系统长达6公里,采用人工智能方式做出更好抉择,实现预测性维护和设备可靠性的测试;同时英飞凌通过冷却系统的废热智能回收利用,满足工厂80%的供暖需求。据Jochen Hanebeck表示,在可持续生产和循环经济方面的另一重要里程碑,是绿氢的生产和回收。自2022年初开始,生产过程中所需的氢气将直接在菲拉赫工厂利用可再生能源来制备,从而消除原生产和运输环节中的二氧化碳排放。绿氢在用于芯片生产后将被回收,为公交巴士提供动力。Reinhard Ploss博士表示,通过新工厂,英飞凌正在为全球的低碳节能发展做出积极贡献。得益于菲拉赫工厂的产品组合,采用新生产设施所生产的产品能够减少超过 1300 万吨的二氧化碳排放。这相当于欧洲 2000 多万居民产生的二氧化碳量。
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缺货现象引发的各种乱象还在继续,不论是芯片厂商还是系统集成商或者是终端厂商,对于allocation的能力要求也极高,同时也要警惕over-booking等乱象可能存在的未来风险。英飞凌奥地利新工厂的建成投产,对于其功率半导体的产能是极大的补充,同时也实现了其更灵活的产能调度能力。随着绿色可持续发展的要求提高,功率半导体器件的整体市场规模仍将继续扩大,相信有了奥地利工厂 的加持,英飞凌仍可继续保持其领先市场份额。
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