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模拟芯片公司奔向12英寸
【更新日期】: 2022-04-29      【文章来源】:中科物联     【阅读量】: 116 次

2021年模拟IC市场达到了741亿美元的历史新高,强劲的需求和供应链中断导致去年模拟IC的平均销售价格上涨了6%。IC insights预计,2022年模拟IC总销售额将增长12%至832亿美元,单位出货量将增长11%至2387亿。在模拟IC蓬勃发展的同时,模拟芯片厂商大刀阔斧的进行扩产投资,纷纷迈向了12英寸晶圆产线。模拟芯片的12英寸时代来临。

德州仪器最早进入12英寸

德州仪器(TI)是模拟芯片领域绝对的龙头,2020年其模拟IC销售额为109亿美元,占全球19%的市场份额。统计显示,到2020年,TI 大约一半的模拟器件是在300mm(12英寸)晶圆上制造的。该公司此前曾表示,与使用200mm晶圆生产相比,在300mm晶圆上制造模拟 IC 将未封装部件(在芯片级)的成本降低了 40%。据 TI 称,在300毫米晶圆上制造的完全封装和测试的 IC 成本比在200毫米晶圆厂制造的 IC低约 20%。

2009年,德州仪器成为第一家在300mm设备上制造模拟设备的公司。彼时,德州仪器宣布以1.725亿美元的价格从破产的DRAM制造商奇梦达公司那里购买了300mm的制造工具,并将其转移到德克萨斯州现有的“RFAB”工厂中,开始大规模制造模拟IC。2010年,德州仪器又从Cension Semiconductor Manufacturing手中收购了两家由Spansion在日本会津若松运营的晶圆厂,一座可用于200mm生产,另外一座则可同时兼顾200mm和300mm的生产。德州仪器还将其旧的DMOS 6晶圆厂过渡到300mm。

得益于300mm晶圆的产能提高,以及于专注于工业和汽车市场的优势,德州仪器近年来的毛利率逐年升高。在看到了模拟芯片市场长期的增长趋势后,德州仪器开始大规模扩产。

2022年2月,德州仪器宣布了未来几年的资本支出计划,到2025年,德州仪器每年将支出约 35 亿美元用于芯片制造。德州仪器将新建4座工厂,主要在谢尔曼进行,该公司计划今年完成前两家工厂的建设,预计2025年第一家工厂投产。第三和第四家工厂的建设将在 2026 年至 2030 年之间开始。2021年7月,德州仪器还以9亿美元收购了美光科技位于犹他州Lehi的一座12英寸晶圆制造厂LFAB。该厂最初是美光科技计划用其生产3D Xpoint存储芯片,由于美光退出3D Xpoint业务,德州仪器计划将其改造,用于制造65nm和45nm工艺的模拟和嵌入式芯片,预计将于2023年初开始生产。

德州仪器表示,当其完成其位于犹他州的Sherman、Richardson和 Lehigh制造厂以及马来西亚的另一个制造厂时,该公司将拥有八家300mm晶圆厂。

英飞凌已有2家12英寸晶圆厂

英飞凌目前有2座300mm晶圆厂,一个在德国德累斯顿(Dresden),一个在奥地利菲拉赫(Villach)。其中菲拉赫的工厂经过三年的筹备和建设,于2021年9月正式启用,新工厂将使英飞凌能够服务于电动汽车、数据中心以及太阳能和风能中不断增长的功率半导体市场,并将为英飞凌带来每年约 20 亿欧元的额外销售潜力。

菲拉赫是英飞凌的功率半导体专业中心,长期以来一直是英飞凌制造网络中的重要创新基地。2013年,英飞凌在奥地利发布了菲拉赫CoolMOS系列的第一批产品,这些产品在其德累斯顿工厂的300毫米生产线上生产。由于300mm具有更大的晶圆直径,也带来了显着的生产力优势,并降低了资本支出。

英飞凌管理委员会成员兼首席运营官 Jochen Hanebeck 表示:“两个300mm晶圆厂都基于相同的标准化生产和数字化概念。这使我们能够控制两个站点的制造操作,就好像它们是一个工厂一样。我们提高了生产力并为我们的客户创造了额外的灵活性。这是因为我们可以在站点之间快速移动不同产品的产量,从而更快地响应他们的需求。凭借虚拟超级工厂,英飞凌在 300 毫米制造领域树立了新标杆。这使得进一步提高资源和能源效率成为可能。”

ST/Tower的共享12英寸晶圆厂

意法半导体于2015年在其内部300毫米晶圆厂生产模拟器件。ST的300mm晶圆厂Crolles,主要负责投产28纳米传统CMOS制程和28纳米FD-SOI制程技术。

2019年ST谋划在意大利Agrate 建造一座300毫米晶圆厂。2021年6月,ST和Tower Semiconductor宣布了一项协议,两家将共用Agrate 的300mm晶圆厂。ST 将共享 R3 的洁净室,Tower 将在总空间的三分之一处安装自己的设备。该工厂预计将于今年晚些时候准备好进行设备安装,并于 2022 年下半年开始生产。在早期阶段,用于智能电源的 130nm、90nm和65nm工艺、模拟混合信号和射频工艺将在 R3 中获得认证。这些技术中的产品将主要用于汽车、工业和个人电子应用。

安森美聚焦12英寸晶圆产能

安森美在East Fishkill有一家12英寸晶圆厂,2019年安森美又收购了格芯位于纽约东菲什基尔的300 毫米晶圆厂Fab 10,但现在还不属于安森美,2023年安森美才能获得该工厂的全面运营控制权。所以安森美正在提高其East Fishkill的晶圆厂的产能。安森美表示,未来两年将加大投资力度,由6%增加到12%,其中就包括用于扩产300mm晶圆厂的产能。

去年,安森美改名,确立了公司的新战略:智能电源和智能感知。由传统IDM模式向更加灵活的Fab-Liter模式转型,将采取更加灵活的制造路线和策略,逐渐抛弃6英寸晶圆厂,聚焦300mm晶圆产能,并将提高通用封装后端厂的灵活性。

东芝新建12英寸晶圆厂

2022年2月4日东芝宣布,将在其位于日本石川县的主要分立半导体生产基地—加贺东芝电子株式会社建造一座新的300mm晶圆制造工厂,以扩大功率半导体产能。该晶圆制造工厂的建造将分两个阶段进行,第一阶段生产计划将于2024财年内启动。当第一阶段产能满负荷时,东芝的功率半导体产能将达到2021年度的2.5倍。

华润微建12英寸功率半导体晶圆厂

2021年6月,华润微发布于对外投资公告称,华润微与大基金二期以及重庆西永设立设立润西微电子,由润西微公司投资建设 12英寸功率半导体晶圆生产线项目,项目计划投资 75.5 亿元人民币。其中,华微控股以自有资金出资 9.5 亿元,出资完成后占项目公司注册资本的 19%。

该项目建成后预计将形成月产3万片12英寸中高端功率半导体晶圆生产能力,并配套建设 12英寸外延及薄片工艺能力。据华润微透露,12英寸产线预计在2022年可以实现产能贡献,将主要用于自有功率器件产品的生产。

士兰微12英寸线一期建成

士兰微在厦门拥有两条12英寸特色工艺芯片生产线。其中一条12英寸生产线总投资70亿元,工艺线宽90nm,该生产线分两期进行,计划月产8万片,2020年12月项目一期已投产;另一条12英寸生产线预计总投资100亿元,将建设工艺线宽65nm至90nm的12英寸特色工艺芯片生产线。

2021年,士兰微重要参股公司士兰集科公司基本完成了12英寸线一期产能建设目标,并在12英寸线上实现了多个产品的量产,包括沟槽栅低压MOS、沟槽分离栅SGT-MOS、高压超结MOS、TRENCH肖特基、IGBT、高压集成电路等。12月份,士兰集科公司12英寸线月产芯片超过3.6万片,全年产出芯片超过20万片。

为抢抓市场机遇,2021 年士兰集科公司已着手实施二期建设项目,即《新增年产24万片12 英寸高压集成电路和功率器件芯片技术提升和扩产项目》。今后,随着二期项目建设进度加快,士兰集科12英寸线工艺和产品平台还将进一步提升,公司将持续推动满足车规要求的功率芯片和电路在12英寸线上量。

闻泰科技建12英寸车规级晶圆产线

2021年1月4日,闻泰科技12英寸车规级半导体晶圆制造中心项目开工 。该项目该项目是中国第一座12英寸车规级功率半导体自动化晶圆制造中心,总投资120亿元,预计年产晶圆片40万片,经封装、测试后的功率器件产品,可广泛应用于汽车电子、计算和通信设备等领域,达产产值约每年33亿元。

格科微转向Fab-lite

2020年7月,图像传感器龙头格科微拟在临港新片区投资建设“12英寸CIS集成电路特色工艺研发与产业化项目”,据介绍,该项目计划建设一座12英寸月产6万片晶圆的CMOS图像传感芯片厂。2022年1月,据报道,格科微该项目已经完成了设备安装。

从Fabless转向Fab-lite模式的好处有很多。首先是更具成本效益;再者,Fab-lite模式能更好的把控产品的质量和可靠性,产品开发周期也更可控;减少了对代工厂的依赖,不再受产能分配等待问题;Fab-lite一般都是专注在更成熟或者更旧的节点,模拟芯片也一般是采用成熟的节点,而且模拟芯片产品具有很长的生命周期,与先进技术节点相比,需要更少的资金运行;能更好的应对市场变化,比如此次汽车芯片短缺,低成本方法消除了内部生产需求的短缺。

华虹无锡和粤芯半导体建立12英寸代工产线

华虹无锡的一期项目(华虹七厂)是聚焦特色工艺、覆盖90~65/55纳米工艺节点、规划月产能4万片的12英寸(300mm)集成电路生产线,支持物联网等新兴领域的应用。华虹七厂于2019年正式落成并迈入生产运营期,成为中国大陆领先的12英寸特色工艺生产线,也是全球第一条12英寸功率器件代工生产线。

粤芯半导体也在构建12 英寸芯片生产平台。粤芯半导体项目计划分为三期进行,计划总投资约370亿元。一期及二期新建厂房及配套设施占地14万平方米,一期主要技术节点为180-90nm制程,二期技术节点延伸至 90-55nm 制程,三期技术节点进一步延伸至55-40nm,22nm制程,实现模拟芯片制造规模效应和质量效益。三期建设全部完成投产后,将实现月产近8万片12 英寸晶圆的高端模拟芯片制造产能规模,满足大湾区制造业的功率分立器件、电源管理芯片、混合信号芯片、图像传感器、射频芯片、微控制单元等芯片需求。



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