芯片制造商正在加紧生产以解决半导体短缺问题. 这就是为什么这需要时间

by 半导体工业协会

以满足当前全球芯片短缺期间不断增长的需求, 半导体行业正在大幅提高其晶圆厂产能利用率, 指在任何给定时间内正在使用的总可用制造能力的百分比. 然而，提高半导体产能利用率需要时间. 这并不像“拨动开关”一夜之间增加芯片产量那么容易.

(了解更多: 半导体短缺凸显美需加强合作.S. 芯片制造、研究]

当市场需求高涨时, 比如在像现在这样的周期性市场上涨中, 前端半导体制造设备, 或晶圆厂, 通常运行在80%以上的容量利用率, 个别晶圆厂的效率高达90%至100%. 如下表所示, 在过去两年中，该行业一直在稳步提高晶圆厂的整体利用率，预计在2021年的大部分时间里，该行业的利用率将进一步提高，以满足需求. 更高的晶圆厂利用率将增加芯片产量，使该行业能够充分满足市场日益增长的需求.

不幸的是, 提高半导体产能利用率需要时间, 因为半导体的生产非常复杂. 制造芯片是其中最重要的，如果不是的话 的 大多数是大写字母和R字母&d密集型制造过程. 制造是复杂的，需要高度专业化的投入和设备，以达到所需的精度在微型规模. 最多可以有1个,仅半导体晶圆的整体制造就需要400个工艺步骤(取决于工艺的复杂程度). 每个加工步骤通常涉及使用各种高度复杂的工具和机器. 简而言之，制造半导体极其困难，因此需要时间.

多少时间?? 为客户制造一个成品芯片可能需要长达26周的时间. 原因是:制造成品半导体晶圆, 称为周期时间, 平均需要大约12周，但对于高级流程可能需要长达14-20周. 完善芯片的制造工艺以提高产量和产量需要更多的时间——大约24周.

然后, 一旦制造过程完成, 硅片上的半导体需要经过另一个生产阶段，即后端组装, 测试, 和包装(ATP), 在芯片最终成型并准备交付给最终客户之前. ATP可能需要额外的6周才能完成. 因此, 交货期, 从客户下订单到收到最终产品是哪段时间, 总共可能需要26周. 下表提供了芯片制造过程中所需的一些平均时间.

这最终意味着半导体行业目前正在尽其所能在短期内提高利用率，满足汽车行业和更广泛的所有客户不断增长的需求. 通过强制规定谁能得到芯片、谁不能得到芯片来强迫行业挑选赢家和输家，将无法克服上述制造半导体的时间常数.

半导体行业在复杂的供应链中拥有丰富的运营经验，可以成功应对当前需求环境的挑战. 例如, 除了提高利用率，提高产量和产量, 半导体公司还建立了指挥中心，以协助处理最紧急的客户要求，并与客户密切合作，以确保不会重复订购. 这些策略有助于在这个充满挑战的时期为客户提供最快、最有效的产品交付.

从长远来看, 全球晶圆厂的总产能最终将需要增加，以满足芯片的长期需求增长，而单靠提高利用率是无法满足的. 全球半导体行业正在制定相应的计划，以满足未来几年预计的市场增长, 通过在制造业和研发领域创纪录的投资水平&D.

确保美国在未来的芯片创新和生产中占有更大的份额, SIA和a 联盟 其他商业领袖, 包括汽车和医疗器械行业, 敦促拜登总统和国会大胆投资于国内半导体制造业的激励措施和研究计划. 这样做将使美国经济更具弹性, 国家安全, 全球技术领先地位, 半导体供应链.