最近这几天，很多媒体均表示，芯片市场大反转了，原本卖200元的芯片，现在变成了20元，跌了90%，并且还是比较抢手的，用于汽车的电子控制类芯片。

事实上，今年自进入2季度之后，关于芯片大反转的话题就没停过。之前像CPU、GPU、NAND、DRAM、模拟芯片、驱动IC等已降价了，只是汽车芯片坚挺，现在汽车芯片也绷不住了。

所以，很多人表示，接下来芯片领域，可能会迎来一股芯片界产能过剩的大风浪，很多晶圆厂，可能要收缩产能，看如何度过这个下行周期。

但让人没有想到的是，这些晶圆厂，不但不收缩产能，反而在不断扩大产能。从当前的情况来看，前5大晶圆厂，都在扩产，完全没有停下来的想法和打算一样。

台积电就不用说了，3nm在前进，连28nm这样的成熟工艺，台积电计划到2025年要提升50%的产能。三星更是摩拳擦掌，在3nm上想要压台积电一头，四处建厂，甚至表示未来要到美国建11座晶圆厂。

格芯、联电也在扩产，还有中芯、华虹这些大陆的晶圆厂，也在扩产。这些晶圆厂，似乎完全没有感受到产能会过剩的风一样。

还有英特尔，更是进军代工业，大规模建厂，也杀入代工市场，承接客户订单。

那么为何这些晶圆厂，还在扩产能，不担心过剩？

一是扩产能有个过程，并不是说扩就能扩的，像台积电说扩28nm的产能，要到2025年才实现，3年时间，中间还有很多变数，所以厂商们说扩产，要几年才体现，这个对当前的影响并不会特别大。

二是芯片下行期，更是很多厂商的机会，比如三星内存，三星屏幕，就是利用下行周期疯狂扩产，熬死友商，最后成就自己的，这些晶圆厂，未必没有这要的打算。

虽然产能可能要几年后才体现，但不得不说，随着这些厂商们的产能提升，接下来几年，晶圆厂们的压力会非常大，激烈会非常激烈。

晶圆代工厂产能利用率开始下滑

据台湾媒体报道，随着半导体进入库存调整期，部分晶圆代工厂产能利用率开始松动，相关负面效应开始朝上游矽晶圆（半导体硅片）材料端蔓延，传出晶圆代工业者开始要求调降半导体硅片长约出货量，现货市场的半导体硅片买气也降温，引发环球晶圆、台胜科技、合晶科技等半导体硅片厂的警戒。

报道称，晶圆代工市况降温，以成熟制程相关业者最显著，半导体硅片需求也因而下滑。不具名的半导体硅片厂人士私下坦言，客户希望调整长约订单的状况，确实是“现在进行式”。

专攻成熟制程晶圆代工的力积电日前也透露，“IC设计客户为调整库存，不惜给违约金也不要拉货”，力积电先前与半导体硅片供应商签长约比重高达七成，其余三成未签长约。

由于IC设计客户投片量减少，力积电本季产能利用率估将下滑5至10个百分点，“未签长约的三成（半导体硅片）反而松一口气”，这也反应了市况降温，半导体硅片需求也开始下滑。

另一家以成熟制程晶圆代工为主力的世界先进近期也遭遇客户投片量减少问题。世界先进坦言，已受到供应链中的部分产品进入库存调整，将影响下半年产能利用率，也就是说，世界先进后续对半导体硅片的需求也将因产能利用率下滑而减少。

对于近期营运状况，半导体硅片大厂环球晶圆则表示，6吋半导体硅片订单能见度确实缩短，但12吋与8吋产品线产能维持满载，客户并没有要求取消或延迟出货，但会持续审慎观察。

台胜科技则对客户订单情况不予评论。

合晶科技回应，现阶段6吋与8吋半导体硅片订单情况还是健康，产能满载，后续将继续观察。

半导体硅片厂商纷纷强调，新的产能扩建计划立基于长约之上，所以原则上不会同意客户要调整长约订单的要求，否则很难对股东交代。

也有半导体硅片厂内部人士表示，关于8吋与12吋半导体硅片的长约，过往客户总是签订一定契约数量，然后要求如果有多余的产出，可以另外增加供应，现在顶多是多余的供给量降低，而已签订长约的部分，“该拿的货还是要拿”。依照目前的市况，在大尺寸半导体硅片方面，应该顶多算是供需缺口有缩减。

半导体硅片厂商坦言，下游市况对于上游半导体硅片端造成的影响，需要一段时间反应，在第三季还不算明显，即使是非长约订单有所变动，也还可以有其他客户的订单填补，可能要观察今年第四季的状况会比较准确。

提高效率的新方法

影响过去提高晶圆厂效率的挑战今天仍然存在，但成熟的晶圆厂可以通过专注于四项任务来消除其中的许多问题。

提高整体设备效率并消除工具瓶颈

大多数成熟的晶圆厂都知道他们有性能问题，需要更多关于根源的信息。为了开发解决其特定问题的解决方案，他们必须超越一般化，并确定在工具级别出现瓶颈的方式和位置。更重要的是，他们必须考虑当产品组合发生变化时这些瓶颈可能如何变化，因为困扰一个制造过程的问题可能在另一个过程中不存在。

要深入了解瓶颈，需要一些平凡但关键的基础工作：列出所有工具，以及每个工具的产品、配方步骤和晶圆输出（当前和计划）。工程和规划团队应该能够提供大部分信息，晶圆厂可以使用这些信息来确定实际和所需的产能。在估算原始处理时间时，晶圆厂用详细的地面观测值补充工程数据和配方。这可以揭示为什么工具和制造步骤之间存在差异。例如，晶圆厂可能会发现一次性工具设置没有改变，导致效率低下，或者晶圆上的氧化层在厚度和均匀性不同。

然后，晶圆厂应检查 OEE 基准，该基准显示每个工具的最大产能，使用双支柱方法将理论最大产能与实际产量进行比较（图表 1）。为了确定导致产能欠佳的具体因素，晶圆厂经理可以检查数据日志、采访关键员工并进行现场观察。这项研究将帮助他们量化停机时间、确定设备速度并发现其他问题，例如低效的转换时间。在一个案例中，工具级分析显示，晶圆厂的晶圆产量比其真实产能低 43%。

发现问题后，公司将能够启动改进计划。其中一些最重要的原则涉及单分钟换模（SMED）原则，该原则要求在机器运行时尽可能执行设备转换步骤。

SMED 原则在前沿晶圆厂中很常见，也规定应简化任何剩余的工艺步骤。例如，一家调查减少预防性维护（PM）时间策略的工厂发现，其紧固过程过长，因为员工在安装护罩夹和修理弯曲护罩时使用了不正确的工具。该公司还缺乏更换盖罩的平台，使拆卸和安装变得复杂，并且随意存放六角工具，使其难以找到。同时，反复出现的流量传感器错误和可编程逻辑控制器错误导致频繁停机和重启。当工厂解决这些问题以及其他出现的问题时，它能够将总 PM 停机时间减少 6 小时 (23%)。

积极管理劳动力

传统上，晶圆厂改变他们的生产系统是为了应对问题，而不是试图预测问题。他们还倾向于优先考虑降低成本而不是提高效率。随着对汽车芯片的迫切需求，是时候采取一种更积极、更系统的方法，专注于最大限度地提高产能，而不是控制短期支出。

作为第一步，晶圆厂应建立端到端生产流程模型，并注意每个步骤的技术约束。然后，他们可以确定最佳的人员配备和生产排序选择。在某些情况下，他们可能需要每周重新考虑批量大小和顺序。

使用一个模型，一家公司在为期 10 天的概念验证试验测试新安排之前，改变了生产步骤和人员配置。一些简单的调整，例如在员工之间重新分配工作和安排午餐时间，将产量提高了 30%，将生产力提高了 10%，并提高了蚀刻工具的利用率，质量和安全没有改变。

另一家检查其工作流程的公司专注于改善操作员接触时间——员工花在设备上的时间（而不是无关的活动，例如等待产品到达生产线以及从工厂的一个部分走到另一个）。该公司观察了一个隔间内的所有技术人员，以了解操作员如何度过他们的一天。分析数据后，它确定触摸时间仅占操作员时间的31%。为了提高生产率，公司重新平衡了工作量，并将一些员工调到另一个工作间。它还做了一些其他更改，例如提供中断覆盖。随着这些变化，接触时间增加到46%。

通过预测性维护降低基础设施风险

在成熟的设施中，机器故障和其他基础设施问题非常常见，，以至于fabs可能难以确定PM最有保障的位置，或者哪些机器应该首先进行维修。在设置优先级时，晶圆厂可以通过确定最关键工具的结构化方法来最小化风险并减少基础设施故障的影响。例如，通常应优先考虑使用率高、容量低且无备份的机器。类似的过程适用于系统，如配电和排烟系统。在这种情况下，最优先考虑的是系统，对于这些系统，停工将对生产产生直接和严重的后果，特别是在其故障可能性很高的情况下。

在分析系统时，晶圆厂应独立查看所有子系统。一家想要改进其工艺冷却水系统的公司首先分别检查了大约 17 个子系统（图表 2）。从办公室泵到冷却盘管，它举办了研讨会，采访了供应商，并进行了专家检查。该公司还为每个子系统确定了可能的故障模式，例如油冷凝、冷水机维护不足和压缩机泵故障。

这些评估表明，四个子系统需要高度关注。Fab A 和 Fab B 冷却器在夏季都没有备份，之前都发生过故障。由于承包商通常需要 24 到 48 小时进行维修，因此此类故障后不可避免地会出现大量停机。Fab A 和 Fab B 冷却塔也有类似的问题。对于这两个子系统，最常见的故障是风扇故障、冷却系统性能下降，并对生产产生直接影响。

在确定主要问题后，该公司制定了缓解计划，描述了降低所有四个子系统风险的步骤，例如如调查管道系统以了解Fab A冷却器最近发生故障的原因，并与供应商合作确定需要库存的关键备件。除了讨论需要采取什么行动外，缓解计划还规定了不同任务的责任，并规定了完成的时间表。

通过采用强有力的预测性维护程序，而不是随意应对危机，公司可以将停机时间减少30%至50%。确实发生的停机时间将是有计划的，而不是意外的，因此，晶圆厂将有机会在其他地方部署工人。零部件短缺也将不太常见，因为晶圆厂将很清楚他们需要什么来进行定期维护。

实施动态绩效管理

在许多成熟的晶圆厂，性能管理是随意的。为了改进，他们需要一种具有明确车间指标和目标的新方法。例如，有些人可能会量化轮班和休息期间产出下降的程度，然后设定改进目标。现在在许多现代设施中使用的性能仪表板可以帮助成熟的晶圆厂确定任何问题的根本原因。

动态绩效管理的其他重要元素包括：

清晰的问题解决流程。晶圆厂应创建工作辅助工具，例如模板和清单，以促进不同的流程并改善轮班交接。还应该有一个明确的过程来处理不断升级的问题。

培训。楼层领导可能习惯于更非正式的绩效对话过程，并需要就指标和目标进行培训。理想情况下，晶圆厂将对任何新工艺进行试运行，并征求运营商关于哪些有效以及哪些需要改变的反馈。然后，他们可以在扩大规模之前进行更改。

定期对话。操作员和主管应在每班结束时在白板前进行约 5 到 10 分钟的对话。他们可以有一个标准的议程并记录任何出现的问题以供以后讨论。领导者应该记住，提供积极的反馈与在绩效对话中审查问题一样重要。

自动化仪表板和动作跟踪。晶圆厂最初可能使用手动仪表板，但最终可以将它们自动化以节省时间并提高透明度。理想情况下，仪表板应该包含便于查看和解释关键数据的视觉效果，这些数据应该经常更新。

在员工习惯于长期流程的晶圆厂，最大的实施障碍可能涉及心态和行为。从历史上看，鉴于成熟晶圆厂注重降低成本，对提高产量的做法的重要性一直很低，大多数领导者都倾向于忽视它们。为了获得最佳结果并保持进步，领导者应确保通过就组织的近期优先事项进行清晰的沟通，直接解决思维定势问题。

随着车辆变得越来越复杂、电气化和自动驾驶，它们的半导体含量将增加到更高的水平。这可能会加剧当前汽车芯片的短缺，导致OEM的生产进一步放缓。成熟的晶圆厂无法在一夜之间解决汽车半导体的严重短缺问题，但他们现在可以采取措施开始缓解这个问题。

文章来源：互联网乱侃秀，芯智讯，半导体产业纵横