In einem Branchen bericht vom Dezember 2021 wurde ein Halbleiter markt beschrieben, der zwischen einer dringenden Nachfrage nach Chips und einer begrenzten Fähigkeit zur schnellen Erweiterung der Fertigungs kapazität liegt. Es zitierte offizielle Kommentare zu anhaltenden Chip knappheit, einer SEMI-Prognose für die Geräte zum Jahresende, Ankündigungen von Gießerei investitionen und Berichten über Halbleiter herstellungs anlagen, die viele Monate oder sogar länger dauern.
Jeder Verkaufswert, Wachstums rate, Vorlaufzeit und Expansions plan darunter gehört zum Ende des Jahres 2021. Es handelt sich nicht um eine aktuelle Ausstattungs prognose. Die dauerhafte Lehre ist, dass die Wafer-Fab-Kapazität ein System von voneinander abhängigen Werkzeugen, Einrichtungen, Materialien, Personen, Prozess rezepten und Kunden qualifikationen ist. Die Bestellung einer Maschine schafft keine verkaufs fähige Kapazität.
Die Ausstattungs prognose 2021
In dem Bericht wurde die Jahres end prognose von SEMI für den weltweiten Umsatz mit Halbleiter geräten in Höhe von 103,0 Mrd. USD im Jahr 2021 zitiert, die mit 44,7% über 2020 und mit 114,0 Mrd. USD für 2022 prognosti ziert wurde. Außerdem wurden 88,0 Mrd. USD für Front-End-Geräte im Jahr 2021, 7,0 Mrd. USD für Verpackungs anlagen und 7,8 Mrd. USD für Test geräte angegeben.
Dies waren Schätzungen und Prognosen, die im Dezember 2021 vorliegen. Sie sollten nicht mit späteren tatsächlichen Daten gemischt werden, ohne die Kategorien definitionen, die Währung, die Berichts ausgabe und die Frage zu bestätigen, ob die Werte Abrechnungen, Sendungen oder Verkäufe abdecken. Starke Ausrüstung erlöse deuteten auf Investitions tätigkeit hin, nicht auf eine sofortige Erleichterung für jede Chip kategorie.
Warum ein Werkzeug so lange dauern kann
Fortschritt liche und ausgereifte Knoten ausrüstung enthält Präzisions stufen, Optiken, Vakuums ysteme, HF-Leistung, Pumpen, Ventile, Sensoren, Bewegungs steuerungen, Leistungs elektronik, Computer, Kabel und Spezial materialien. Die eigene Lieferkette kann durch den gleichen Halbleiter mangel einges chränkt werden, den Kunden zu lösen versuchen.
Die Kapazität konzentriert sich auch auf relativ wenige qualifizierte Lieferanten für bestimmte Prozesse. Maßge schneiderte Konfiguration, Export lizenz, Fabrik akzeptanz, internat ionale Logistik, Reinraum zugang, Versorgungs verbindung, Installation, Kalibrierung und Standort akzeptanz bringen Zeit über die Fertigung hinaus. Ein zitierter Liefertermin muss angeben, ob dies den Versand ab Werk, die Ankunft, den Einzug, den Abschluss der Installation oder die Freigabe der Produktion bedeutet.
Die historischen Gießerei beispiele
Der Bericht vom Dezember 2021 bezog sich auf einen Plan des UMC-Vorstands zur Investition von 76,273 Mrd. TWD und stellte fest, dass ausgewählte 28-nm-und 14-nm-Geräte Vorlaufzeiten von bis zu 30 Monaten haben könnten, wenn die Auswahl der Lieferanten begrenzt war. Es wurde auch berichtet, dass SMIC Verzögerungen im Zusammenhang mit Genehmigungen, Lieferanten lieferung, Logistik, Installation und Pandemie erörtert hatte.
Diese Aussagen beschreiben Pläne und Einschränkungen, die zu diesem Zeitpunkt gemeldet wurden. Sie legen keine aktuellen Ausgaben, Lieferungen oder installierte Kapazität fest. Ein Beschaffungs team sollte aktuelle Lieferanten angebote, Lizenz status, Konfiguration, Meilenstein daten und vertragliche Abhilfe maßnahmen für sein spezifisches Tool erhalten.
Ein Fab braucht ein ausgewogenes Werkzeug-Set
Ein neues Engpass werkzeug erhöht möglicher weise nicht die Ausgabe, wenn die vor-oder nach gelagerten Schritte einges chränkt bleiben. Lithographie, Ablagerung, Ätzen, Implantat, Reinigung, Messtechnik, Inspektion, thermische Verarbeitung, chemische Abgabe, Material handling, Verpackung und Test müssen den gezielten Prozess fluss und Produkt mix unterstützen.
Planer sollten Wafer pro Stunde, Verfügbar keit, Wartung, Nacharbeit, Probenahme, Umstellung, Rezept qualifikation und Ertrag modellieren. Für die Kontinuität kann eine Werkzeug redundanz erforderlich sein, selbst wenn die durchschnitt liche Kapazität ausreichend erscheint. Der Produkt mix ist wichtig, da verschiedene Chips unterschied liche Schichten, Masken, Zykluszeit, Testzeit und Engpass ressourcen verbrauchen.
Standort bereitschaft kann zum kritischen Weg werden
Vor der Auslieferung benötigt die Fabrik möglicher weise Reinraum, strukturelle Unterstützung, Strom, Kühlwasser, Prozess gase, Chemikalien, Abgas-, Abgas-, Vakuum-, Brandschutz-, Netzwerk-und Umwelt genehmigungen. Die Facility-Schnitts tellen müssen mit der genauen Werkzeug konfiguration übereinstimmen. Späte Änderungen können die Installation verzögern oder zu unsicheren Zeitarbeit führen.
Ein lang geführtes Register sollte sowohl Ausrüstung als auch unterstützende Infrastruktur enthalten. Es sollte das Einfrieren von Designs, die Bestellung, die Zeichnung von Lieferanten, die Abnahme der Fabrik, den Versand, den Zoll, den Einzug, den Anschluss, die Standort akzeptanz, die Prozess qualifizierung und die Produktions freigabe als separate Meilensteine bei den ver antwort lichen Eigentümern identifizieren.
Qualifikation kommt nach der Installation
Ein Werkzeug, das eingesc haltet wird, ist noch keine Produktions kapazität. Ingenieure müssen Rezepte, Mess korrelationen, Prozess fähigkeit, Fehler leistung, Anpassung an vorhandene Werkzeuge, vorbeugende Wartung, Ersatzteile, Bedieners chulung und statistische Kontrolle festlegen. Produkt teams benötigen dann möglicher weise Zuverlässigkeit und Kunden genehmigung, bevor Wafer ausgeliefert werden.
Die Rampe sollte Engineering-Wafer, Split-Lose, Überwachungs strukturen, Exkursionen, Fehler analyze und Ertrags lernen umfassen. Prognosen, die den nominalen Werkzeug durchsatz ab dem Liefertermin zählen, können die kurzfristige Ausgabe übertreiben.
Ein Kapazitäts erweiterungs kontroll plan
Kommerzielle Teams sollten drei Daten getrennt halten: nominelle Werkzeug lieferung, qualifizierte Produktions verfügbar keit und kunden anerkanntes Angebot. Jeder kann sich unabhängig bewegen. Ein Lieferant kann installierte Geräte besitzen, verfügt jedoch nicht über einen stabilen Ertrag, zugelassene Materialien, geschultes Personal, endgültige Test kapazität oder Kunden freigabe für genau das Gerät, das für die Nachfrage erforderlich ist.
- Übersetzen Sie die Nachfrage in Produkt mix, Wafers tarts, Prozess schritte, Verpackungs-, Test-und Ertrags annahmen.
- Identifizieren Sie die tatsächlichen Engpass-Tool-Gruppen und Anlagen abhängigkeiten unter mehreren Nachfrage szenarien.
- Überprüfen Sie Konfiguration, Lieferanten kapazität, Komponenten, Lizenzen, Akzeptanz kriterien und Meilenstein definitionen.
- Bestellen Sie Standort infrastruktur, Ersatzteile, Messtechnik, Test und Schulung mit dem Produktions werkzeugs atz.
- Verfolgen Sie das Zeitplan risiko auf Komponenten-, Werkzeug-, Logistik-, Installations-, Prozess-und Kunden qualifizierung stufen.
- Bewahren Sie die Änderungs kontrolle auf, damit Substitutionen die Leistung oder den Genehmigungs status nicht stillschweigend verändern.
- Aktualisieren Sie das Kapazitäts modell mit tatsächlicher Installation, Uptime, Zykluszeit, Ertrag und Produkt bedarf.
Geräte verfleck erfordert auch Qualifikation
Halbleiter werkzeuge verwenden Strom-, Signal-, Daten-, Pneumatik-, Vakuum-und Flüssigkeits schnitts tellen in Umgebungen, in denen Partikel, Chemikalien, Vibrationen, Service zugriff und Uptime eine Rolle spielen. Geräte bauer können auswerten WLconnectivity kunden spezifische Steck verbinder lösungen Als frühe Design referenz, gefolgt von einer anwendungs spezifischen Überprüfung der Sicherheit, des Materials, der Sauberkeit und der Zuverlässigkeit.
Der Mangel von 2021 hat gezeigt, dass die Kapazitäts erweiterung durch die langsamste qualifizierte Abhängigkeit einges chränkt wird. Entscheidung träger sollten eine Haupt vorlaufzeit durch einen kontrollierten Zeitplan ersetzen, der Tools, Einrichtungen, Integration, Ertrag und Kunden freigabe abdeckt.
