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150mm晶圆厂谢幕:成熟工艺断供,行业如何破解结构性风险?

发布时间:2025-08-21 来源: 责任编辑:zoe

【导读】2025年以来,全球多家代工厂(如台积电、联电等)陆续宣布停止150mm(6英寸)晶圆CMOS工艺生产,这一决定像一颗“供应链炸弹”,瞬间引爆汽车、工业、医疗及航空航天领域的焦虑。原本依赖150mm晶圆生产的0.6µm及以上尺寸模拟/混合信号IC(如传感器接口、电源管理芯片)突然断供,众多企业面临“库存告急、重新设计成本高企”的两难——某欧洲汽车厂商的ADAS系统因传感器接口芯片断供,导致新车上市延迟6个月;某医疗设备公司的监护仪生产线因电源管理芯片短缺,被迫停工3个月。150mm晶圆厂的谢幕,不仅是产能的转移,更是成熟工艺供应链的结构性重构。


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一、断供冲击波:成熟工艺缺失如何扰动产业链?

150mm晶圆CMOS工艺的停止,对依赖“成熟节点”的行业造成致命打击。这些工艺主要用于生产模拟/混合信号IC(占150mm晶圆产能的70%以上),而这类芯片是汽车、工业、医疗设备的“神经中枢”:

  • 汽车行业:ADAS系统的传感器接口芯片、车身控制模块的电源管理芯片,均依赖150mm的0.6µm工艺,断供会导致整车产能下降(据IHS Markit数据,每缺失1万片150mm晶圆,汽车产能将减少3万辆);

  • 工业领域:工业机器人的伺服驱动芯片、PLC(可编程逻辑控制器)的模拟输入模块,需用150mm工艺实现高电压、高可靠性,断供会导致工业生产线停工(某德国工业机器人厂商透露,其一条年产1万台机器人的生产线,因150mm芯片断供,每月损失约500万欧元);

  • 医疗设备:监护仪的血氧传感器接口、MRI(磁共振成像)设备的电源管理芯片,依赖150mm工艺的低功耗特性,断供会导致医疗设备厂商无法按时交付订单(某美国医疗设备公司的监护仪产量,因150mm芯片短缺下降了35%)。

更棘手的是,150mm工艺的“寿命终止(EOL)”宣布往往非常突然(代工厂通常提前6-12个月通知),设计团队需紧急评估库存、重新设计芯片并验证系统,这一过程可能耗时12-18个月,严重影响企业的生产规划。


二、为何放弃150mm?成本与效率的双重挤压

150mm晶圆厂的退出,本质是成本与效率的失衡:

  • 产能效率低:150mm晶圆的面积仅为200mm晶圆的56%(150mm晶圆面积约17671mm²,200mm约31416mm²),相同产能下,150mm晶圆的生产数量需比200mm多75%,导致单位产能的设备投入更高;

  • 材料与维护成本高:150mm晶圆的硅片、光刻胶等材料价格,比200mm高20%(据SEMI数据,2024年150mm硅片价格约35美元/片,200mm约29美元/片);此外,150mm光刻机等设备已停产,配件价格上涨50%(如某代工厂的150mm光刻机镜头更换成本,从2020年的8万美元涨到2024年的12万美元);

  • 利润空间压缩:随着高端芯片(如7nm、5nm)需求增长,代工厂将产能向200mm、300mm晶圆倾斜,150mm晶圆的产能利用率从2020年的85%下降到2024年的60%,毛利率从18%降至5%,无法覆盖运营成本(如台积电150mm晶圆厂的运营成本,2024年约为每片120美元,而售价仅125美元)。


三、破局之路:从“紧急救火”到“长期替代”的策略转型

面对150mm工艺断供,企业需采取“短期救火+长期转型”的双重策略:

  • 短期:紧急采购与库存管理:根据JEDEC(电子器件工程联合委员会)标准,代工厂会给客户6个月的“最终订单提交期”和12个月的“最终交付期”。许多企业正在紧急采购1-2年的库存(如某汽车厂商采购了18个月的传感器接口芯片库存,花费了1.2亿美元);

  • 长期:转向200mm晶圆的成熟工艺:200mm晶圆的350nm或180nm工艺,成为150mm 0.6µm工艺的最佳替代方案。这些工艺的优势包括:① 开发成本低(350nm工艺的IP库成熟,无需重新开发);② 上市速度快(重新设计时间比150mm工艺缩短40%);③ 性能满足需求(350nm工艺的模拟/高压性能,足以替代0.6µm工艺)。例如,X-Fab提供的200mm 350nm解决方案,凭借其欧洲供应基地和成熟的生态系统(如IP库、PDK设计工具),已成为许多企业的首选——某医疗设备公司用X-Fab的350nm工艺替代150mm的0.6µm工艺,重新设计时间从12个月缩短到7个月,成本降低了25%。


结语

150mm晶圆厂的谢幕,标志着成熟工艺进入“200mm时代”。对于依赖成熟节点的企业而言,这既是挑战,也是机遇——挑战是需应对供应链中断的风险,机遇是转向更高效的200mm工艺,降低成本、提高效率。未来,企业需加快技术转型,拥抱200mm晶圆的成熟工艺,才能在结构性风险中保持竞争力。正如X-Fab的CEO所说:“150mm的退出,不是成熟工艺的结束,而是更高效成熟工艺的开始。”



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