工厂|为什么2022年仍将缺芯

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撰文 / 马晓蕾编辑 / 张霖郁设计 / 师玉超来源 / Autonews,作者:安德里亚·马兰
【 工厂|为什么2022年仍将缺芯】2020年,小小的芯片让汽车产量损失了数百万辆,汽车行业收入损失了数十亿美元。而最新的预测显示,到2022年上半年,这个问题仍将挥之不去。
为什么缺芯问题会蔓延至明年?为什么全行业分秒必争地解决缺芯问题却收效甚微?要搞清楚这些问题,首先要弄明白芯片问题为何如此复杂。
意大利与法国合资的意法半导体(STMicroelectronics,简称STM)正在大力解决全球缺芯问题。该公司在欧洲是仅次于德国英飞凌(Infineon)的第二大芯片制造商,它在意大利米兰附近的意大利小城阿格拉泰(Agrate)投资了30亿美元建设一个新的晶圆厂。
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芯片工厂一瞥
意法半导体意大利阿格拉泰工厂的关键数据,数据来源:意法半导体公司

  • 3个月:生产一块硅晶圆片的时间长度
  • 18万:任何时候,正在加工的硅晶圆片数量
  • 500: 每个芯片的生产步骤
  • 900: 芯片生产所需的机器
  • 50:每个芯片需要的氧化硅、铝和其他材料的层数
  • 2千:每天生产的8英寸晶圆的数量
  • 1千:每块晶圆的芯片数量
但是半导体工厂的建设速度非常缓慢、成本极高、运转复杂,且与其他汽车制造商熟知的大规模生产线相比产量并不高。阿格拉泰也不例外。
通常情况下,汽车工厂都是一天两班倒,一周工作5天,一共10班。当制造商需要提高产能时,会增加夜班和周末班,将班次增加至21。
而对比之下,如果STM的芯片厂未来顺利完工投入生产,将会是每天24小时,全年无休式的运转,根本没有为提升产能留一点空间。
一个汽车工厂从破土动工到投入生产一般需要2年,之后需要至少6个月的时间达到全负荷运转。而要走完同样的流程,一个芯片厂则需要5年。
一辆汽车的平均生产时间是15至30个小时,而一个芯片需要生产、包装、运输至汽车工厂,最后装到汽车上,整个流程下来却需要5个月。
阿格拉泰工厂将雇佣2400名工厂,每天24小时,全年无休式运转▼
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有坏消息,也有好消息。
为了应对全球芯片短缺,芯片制造商已经加快步伐,为了赶上汽车行业的需求,不惜花费重金。
芯片危机的到来促成了芯片制造商与汽车制造商之间的直接对话,并表明了一种态度——晶圆厂应该满足电动车与互联汽车趋势下对于高端芯片的需求。
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大举投资
2021年6月,台积电(TSMC)开始在美国亚利桑那州建设芯片厂,计划总投资120亿美元,要等到2024年才能投入生产。
该公司承担着全球芯片市场近四分之一的供应量。据报道,台积电正在考虑在德国新建晶圆厂的可能性。
与此同时,韩国电子巨头三星正计划投资170亿美元在得克萨斯州建厂。美国的英特尔为了扩大产能,已经在9月份的时候投资200亿美元在亚利桑那州破土动工。
为了提升芯片供应能力,STM正在建造12英寸晶圆厂,能够承载更多数量的芯片,产能提升为原来的2.4倍。
STM的生产与质量总监奥里奥(Orio Bellezza)说:“新的晶圆厂将高度自动化,对员工的需求会大幅降低。”