假紧缺变成了真紧缺 美国禁令的锅

2021年3月5日，上个月由于北极寒流的影响，德克萨斯州要求奥斯汀所有芯片制造商停止生产，这就让全球本不富裕的晶圆厂产能雪上加霜。而大约就在2020年第三季度时晶圆厂产能就开始变得紧缺，其中8英寸晶圆的产能比起12英寸晶圆的产能更为紧缺。那么是什么造成了这种产能紧缺的情况呢？

单从技术上说，12英寸晶圆比8英寸晶圆更为先进。8英寸晶圆的淘汰和12英寸晶圆的发展是历史的必然。但是市场追求的并不是更先进的术，而是更大的盈利，因此8英寸晶圆在一段时间内仍然会有市场。但这个市场是脆弱的，突如其来的刺激就会让市场供应变得混乱，比如美国的禁令。在禁令后华为大量囤积芯片，这个行为本应只会造成短期内的晶圆供应紧张。但其它厂商看到了华为囤货也跟着屯起货来，最终假紧缺变成了真紧缺。

一个从二十年前开始的故事

大约二十年前，2000年半导体行业景气大好，各半导体厂基于成本考虑开始纷纷提出12英寸晶圆厂兴建计划。虽然在项目早期遇到了很多技术问题，但大多数从业者还是认为12英寸晶圆在未来取代8英寸晶圆是大趋势。8英寸晶圆就是现在产能最紧缺的那个。

几年后技术逐渐成熟，2002年英特尔与IBM首先建成12英寸生产线，12英寸晶圆对市场的征伐开始了。

2004年，硅晶圆制造商信越半导体公司计划在日本及美国投资至少2000亿日元，在数年内将12英寸硅晶圆每月产量提升一倍，至70万片。信越希望通过这项计划夺取全球12英寸硅晶圆一半以上的市场，当时信越约有30%的市占率。

又过了几年，大局已定。

数据来源：公开资料整理

数据来源：公开资料整理

以2014年至2017年的数据为例，12寸晶圆早已占据了市场的主要地位，并且还有着逐年增长的趋势。6英寸晶圆退出市场的趋势已出，在2010至2016年间，约超过20座6英寸晶圆厂关闭。而8英寸晶圆的市场则出现了萎缩的趋势。

关于晶圆

为了方便大家理解之后的故事，我们先谈谈晶圆吧。

什么是晶圆？在制造芯片的最开始步骤中，我们需要将硅材料提纯成SGS(半导体级硅)，然后将硅制成晶棒（硅锭），之后将晶棒切片，这样我们就能得到一片一片的晶圆了。这些晶圆之后还需要通过蚀刻、掺杂等步骤把电路刻上去，最终经过一系列处理成为我们生活中的芯片。

如果简单解释，芯片是房子，晶圆则是盖房子的土地。土地是盖房子的基础，没有土地就盖不了房子，同样的，没有晶圆也就做不了芯片。

晶圆还会按尺寸分类，晶圆尺寸越大，那么一片晶圆就能造出更多的芯片。也因此整个行业都在慢慢向12英寸晶圆转型。

晶圆尺寸

在很多其它文章中可能会提到，例如12英寸芯片主要用于制作高端先进制程的芯片、而8英寸及6英寸晶圆主要用于制作低端成熟制程的芯片以及半导体器件。值得说明的是，这种分类只是一种业界习惯。单从技术角度来说，晶圆就是晶圆，比如像MOSFET和IGBT，按业界习惯是8英寸或者6英寸制造，但在技术上也可以由12英寸晶圆制造。

现在晶圆产能紧缺的故事

按照之前的脚本，12英寸晶圆在之后逐渐一统天下，这个故事也就结束了，但这个故事确实没有这么简单结束。

之前有3个打工人，分别是普通的6英寸晶圆、优秀的8英寸晶圆和精良的12英寸晶圆。论工作能力12英寸晶圆最强，但他的工资也最高。

这时候公司开始实行末尾淘汰制，6英寸晶圆工作能力最差，所以他就像那些被逐渐关停的6英寸晶圆厂， 6英寸晶圆退休了。但是公司业务量并没有减少啊，因此6英寸晶圆原本的工作任务转到8英寸晶圆头上。那么这时候8英寸晶圆工作忙就变得非常合理了，这也就是我们说的8英寸晶圆产能紧缺。

那么为什么这时候不把工作分摊给12英寸晶圆呢？既然效率那么高那应该很容易解决这个问题啊。其实分摊了，但是没有分摊那么多。

以全球IDM大厂的安森美为例，安森美在2019年收购了格芯在纽约的12英寸晶圆厂，这就工厂从2020年第三季度就开始生产安森美的Trench MOSFET（沟槽式金属氧化物半导体场效应管）产品，预计2021年将出产多种功率MOSFET和IGBT（绝缘栅双极型晶体管)产品。

但是业界又有多少IDM厂商呢？近些年没有晶圆厂的无厂模式芯片公司可是越来越多了，他们需要找晶圆代工厂生产自己设计的芯片。如果找晶圆厂的话订单是需要排期的，而12英寸产线的晶圆厂是不会把产能优先分配给MOSFET或者IGBT。因为它们的经济效益是远不如CPU、GPU这些高端产品的。晶圆就像土地，那么同样一块土地盖楼房明显比盖小平房合算。

因为这些原因，6英寸晶圆逐渐退出市场，相关需求又不能充分向12英寸晶圆转移，8英寸晶圆产能短缺只是时间问题。不过为什么是现在？

为什么是此时晶圆短缺

2020年5月，美国下发了对华为芯片管制升级令。对于时间所剩不多的华为来说，华为做出了决定，囤货。华为利用禁令缓冲期下单了大量芯片。

对于所有无厂模式芯片公司来说，芯片外包制造并不是立等可取的事情，一次等几个月是很正常的。还有一件事就是很多公司都喜欢缩短库存周期，生产出来的产品会很快卖出去，也因此正常情况下不会大量准备芯片存货。

大量下单也许只是一家公司的决策，但这就像蝴蝶扇动了几下翅膀，飓风还是刮了起来。

由于华为的大量下单使得其它厂商的芯片订单延期交付。如果芯片延期交付，对于库存周期短的厂商来说就意味终端产品缺货，比如显卡或者手机缺货，以及新能源汽车的停产。那么察觉到缺货风险的厂商也会开始下单大量芯片，而这也会进一步加剧晶圆的短缺。而晶圆进一步短缺后，又会有新一波的厂商察觉到缺货风险，之后又是下单和更严重的缺货。

1979年经济学家卡尼曼和特沃斯基提出了“前景理论”，按照前景理论的观点：损失和收益相比，人们更厌恶损失，对损失也更敏感。把这套理论套用在晶圆上就是：在华为下单之后，其它公司意识到未来晶圆可能会涨价（后来也确实涨了），那么未来这种涨价就是一种成本上的损失。进而得出结论，现在下单芯片就是减少损失。而且就算下单多了，之后也总能用完。并且在结合近几年晶圆厂起火、停电等突发事件的不确定影响，下单更多芯片是一件值得做的事。

另一方面，因为疫情的关系很多人在家上网课或者远程办公，这确实拉升了消费电子的需求，这也是让终端厂商下单更多的芯片的原因之一。

无解的问题也是无需解决的问题

从需求的角度看，8英寸晶圆芯片产品应用广泛，短期内这种需求不会降低。而且8英寸晶圆的设备和产线大多数都已经完成折旧，使用这些“二手”设备比起使用新设备会在财务报表上好看很多。

从供应的角度看，很多8英寸的设备已经停产，不少厂商都是靠收购二手设备来扩展产能。二手设备确实性价比高，但这也同时意味着产能很难爬升很多。

综上所述，8英寸晶圆产能紧缺的问题看似无解。但是这里面其实有一个隐藏选项，那就是8英寸晶圆生产的芯片是可以迁移到12英寸晶圆产线生产的。同样的芯片如果用12英寸晶圆生产就能带来巨大的产能提升。但为什么这么做的厂商目前还比较少呢？因为“经济”上的考虑，目前那些芯片用8英寸晶圆制造仍具有性价比。那么随着晶圆紧缺程度增加、晶圆涨价，这个“性价比”方案就会慢慢变得不那么“经济”了。到时候他们自然会转入12英寸产线。由于目前18英寸晶圆研发停滞，未来晶圆市场有可能出现12英寸一统天下的局势。

至于18英寸晶圆怎么了？那就是另一个故事了。

生成海报

免责声明：本网站内容主要来自原创、合作伙伴供稿和第三方自媒体作者投稿，凡在本网站出现的信息，均仅供参考。本网站将尽力确保所提供信息的准确性及可靠性，但不保证有关资料的准确性及可靠性，读者在使用前请进一步核实，并对任何自主决定的行为负责。本网站对有关资料所引致的错误、不确或遗漏，概不负任何法律责任。任何单位或个人认为本网站中的网页或链接内容可能涉嫌侵犯其知识产权或存在不实内容时，应及时向本网站提出书面权利通知或不实情况说明，并提供身份证明、权属证明及详细侵权或不实情况证明。本网站在收到上述法律文件后，将会依法尽快联系相关文章源头核实，沟通删除相关内容或断开相关链接。