8吋厂扩产买不到设备？国产半导体设备厂商迎来大机遇！

从去年9月份开始，“缺芯”问题就开始突显，并影响下游各行各业，缺货涨价已经导致部分产业出现断链，例如因为汽车行业的关键芯片缺货严重，导致多家车厂无奈停产。

目前缺芯问题一直在持续，特别是MCU，射频器件，功率半导体，电源管理IC以及传感器等产品，基本一货难求，并且短期内看不到缓解迹象，部分芯片交货时间，远超过去一倍时长。

根据海纳国际集团（SIG）的研究报导称，5月芯片的平均交货时间比4月增加了7天，已经达到了18周，显示出芯片制造商的产能很难跟上需求，芯片短缺的状况仍在恶化。而部分紧缺的芯片交期更是超过了30周，此前有报道称博通的部分芯片交期已经达到了50周以上。

虽然各大芯片制造企业目前正日以继日开足马力生产，但是依然无法满足客户如雪花一般飞来的订单。

近日，业内甚至传出消息称，由于全球成熟制程产能供不应求，华虹半导体已取消多家海外MCU厂商订单，以优先供应本土厂商。另外，中芯国际目前也已确立接单以本土客户为主的策略。足见产能供应之紧张。

需要指出的是，众多MCU、功率器件、电源管理芯片的制程工艺还停留在0.25um-0.13um，制造成本相对低廉，而目前提供这些工艺的晶圆制造产线均为8英寸线。另外，由于目前现有的8英寸产线大多已经完成折旧，这也使得这些芯片在8英寸线上生产，比提升制程工艺切换到12英寸线上生产更具成本优势。这也导致了目前8英寸晶圆代工产能极度紧缺，设计公司为抢产能，不惜争先恐后的加价下单。

纵观近一年的芯片缺货大潮，其内在原因有很多。但是对于大批在90nm以上的成熟制程的芯片的缺货，最核心问题就是8英寸晶圆工厂产能远远无法满足需求，订单严重积压根本来不及生产，导致芯片交期被拉长到非常夸张的程度，产能极度紧缺。

既然需求如此旺盛，那么晶圆工厂只要积极采购设备，扩充产能不就能满足市场需求了吗？但是问题就在于：根本买不到8英寸设备！

虽然在2008年以前，8英寸晶圆厂还是主流，但随着更具利用效率的12英寸晶圆厂的每年新建数量的增加（12英寸晶圆的可利用面积达到了8英寸晶圆的两倍），12英寸晶圆厂已经成为当前主流。与此同时，不少的8英寸晶圆厂也开始关闭，转向12英寸晶圆厂。资料显示，1999年到2018年间，全球总共关闭了76家8英寸晶圆厂。

由于12英寸晶圆厂已经成为当前主流，这也使得上游的半导体设备大厂多年前就已积极将产品线转向12英寸设备，很多8英寸产线所需的半导体设备近几年已经停产。8英寸晶圆厂如果想要扩产买设备，大多只能等待其他大厂淘汰的8英寸设备进入二手设备市场。

但是万万没想到的是8英寸制程寿命比预期长的多，而且随着下游万物互联的时代到来，电源管理IC、模拟电路、传感器、功率器件、IoT智能芯片等产品需求无比旺盛，而恰好这些芯片无需12英寸的高阶制程，用8英寸线的特色成熟制程来生产是最好选择。

如此一来，旧的8英寸产线不仅不会淘汰，反而成为能“下金蛋的母鸡”。在原厂停产买不到新设备的情况下，其二手设备库存卖一台少一台，价格一路走高，8英寸设备从看不上变成了“香饽饽”！

根据Surplus Global统计，近年来全球8英寸二手设备供应量逐年萎缩，2018、2019年供应已不足500台。而新建一个月产能9万片的8英寸成熟制程工厂，大约需要800台各类设备。显然，上游的8英寸设备供应目前是极其紧缺的，这也推动了二手8英寸设备的价格持续上涨。

现在，甚至在二手设备市场上，已经出现了8英寸和12英寸设备价格倒挂的现象，换言之8英寸设备的二手售价居然高于12英寸设备，众多负责设备翻修业务的公司，纷纷购入12英寸设备再改造成8英寸设备出售给客户，以此赚取利润，这在历史上属极其罕见的情况。没办法，8英寸设备实在是太紧缺了，而8英寸产线扩产对设备的需求又无比旺盛。

在原众多欧美日设备大厂停产且无重启8英寸设备计划的背景下，不少8英寸设备热门型号“一机难求”，因此新扩产8英寸的产线寻找适合的设备成了最大的难题。

国产设备异军突起

芯片制造的工艺包括，光刻，刻蚀，薄膜沉积，涂胶显影，清洗，CMP，热处理，离子注入，氧化，掺杂等。其中光刻，刻蚀和薄膜沉积是最核心的三大工艺，是技术要求比较高的设备，同时也是扩产的瓶颈设备。

因此对包括光刻机，刻蚀机，PVD，CVD在内的设备需求量极大，国外设备早已停产，这就给了国产设备一个极大的发展机会。

目前北方华创的PVD、热处理设备、ICP刻蚀设备；至纯、盛美的清洗设备；华海清科CMP设备；中信科、凯世通的离子注入设备；芯源的涂胶显影设备；拓荆的CVD/ALD/PECVD设备，中微的CCP刻蚀设备等众多8英寸设备均基本能满足8英寸生产的线的扩产需求，成为国内8英寸线扩产的首选。

国产半导体设备厂商北方华创曾在2018年推出的NMC508M metal Etch型设备在8英寸金属刻蚀制程上使用良好，性能指标甚至超过应用材料（AMAT）老款DPS Metal型号。

最近，国内的中微半导体也推出了8英寸CCP刻蚀机型— Primo AD-RIE 200并成功交付客户。

CCP刻蚀可是8英寸制程的关键设备，泛林集团（Lam Research）的TCP 9400、应用材料（AMAT）的eMAX/DPS Poly 和TEL的SCCM unity等机型早已停产，市场上“一机难求”，因此中微半导体这款设备也有望能成为爆款，畅销海内外。

此外，国内拓荆科技的8英寸CVD设备，SA-200T系列设备，可以满足客户高质量的TEOS SiO2（正硅酸乙酯沉积二氧化硅）工艺和BPSG工艺（硼酸硅玻璃介质沉积），未来将在极大取代AMAT PRODUCER HARP系列CVD机型用于深槽回填工艺，而拓荆科技的PECVD和ALD设备则是未来国内存储厂商扩产的核心薄膜沉积设备。

由于8英寸工艺的CD特征尺寸较大，对于工艺精密性要求不如12英寸高阶制程，因此国产新设备完全有能力取代美国应用材料、美国泛林半导体、日本东京电子等十多年前老旧型号8英寸设备，而且国产新设备操作界面更先进，对于工程师更加友好。很多旧设备使用比较老的操作控制系统，需要反复插磁盘做参数调整，这种操作感觉对于工程师而言挺烦心的。

8英寸的工艺虽然在30年前就已经开发完成，但是其实特殊工艺每年依然在不断被开发出来，工艺依然在不断升级，这对设备提出了新需求，显然老旧型号很难再满足新工艺的要求，这给了国产设备的很大的机会。

所以在市场需求旺盛和特色工艺定制的两大客户诉求下，国产设备迎来极大的发展机会，立足8英寸，发力12英寸高端，为客户做定制化设备是未来国产半导体设备的发展之路。

编辑：芯智讯-浪客剑