近年来,陆续爆发的贸易制裁、新冠疫情等一系列黑天鹅事件,改变了全球半导体供应链产业格局和发展节奏。
伴随着芯片需求的急剧增加,芯片的产能和供应无法满足这一巨大需求。全球各行业陆续出现了芯片荒的现象,汽车停产、家电缺芯、出货延期、产品涨价等问题不断扩大,引发了行业一系列连锁反应。 
芯片保供,成了大部分芯片企业在过去两年里的头号攻坚任务。
面对行业缺芯现状,台积电、三星电子、英特尔、格芯、联电、中芯国际等全球芯片制造商开始全面建厂扩产。
据今年2月SIA在“全球半导体激励措施”中的数据统计,2021年全球半导体晶圆厂商宣布了39个新工厂项目。4月21日,IC Insights发布的报告显示,2022年集成电路行业产能将增长8.7%,主要来自于今年计划新增的10座300mm晶圆厂,强劲的需求预计将有助于全球产能利用率在2022年保持在93.0%的较高水平。
处于半导体产业链上游的材料和设备厂商,受益于此轮半导体超级周期,市场规模持续扩张、新增订单堆积、营收快速增长。SEMI在6月公布的全球晶圆厂预测报告中指出,预计2022年全球晶圆厂设备支出总额将较前一年成长20%,创下1090亿美元的新高纪录。而全球半导体材料市场规模也屡创新高,2021年全球半导体材料市场规模达到643亿美元,同比增长15.9%。
在巨大的市场规模和前景之下,半导体设备和材料作为芯片制造过程的基础环节,在全球产业链中的价值和重要性凸显。与此同时,后摩尔时代芯片制程压缩空间逐步达到上限,经济成本不断攀升,晶圆制造、封测等产业链环节将面临更高的技术挑战,半导体企业对生产环境以及机台上的洁净程度都提出了极高的要求。
随着工艺结点的演进,无论是半导体材料的洁净度要求,还是在半导体设备中,通过气体、化学品还是水,各类材料中的杂质都可能会影响最终产品的性能、稳定性和良率。
也就是说,对于半导体材料和设备本身而言,化学品的洁净程度对设备的利用效率,性能和运行成本至关重要。因此,为了达到和保持所需的高纯度,需要选择合适的过滤器来去除杂质,提高纯度,保障芯片制造的良率。
芯片制造商加速扩张,为上游的材料和设备市场带来了强大需求,势必也将拉动清洗、过滤产品市场的销售额增加,需求前景乐观。
然而,因为全球半导体市场史无前例的需求增长,以及疫情限工、上游产能紧缺等因素影响,引发了包括材料、设备以及过滤器等半导体生产所需产品的供应不足、订单交期拉长、涨价等现象,进而成为了缓解半导体供应的瓶颈。
此次全球半导体产能危机,不只是单个材料或环节产能紧缺的原因,而是产业链大部分环节均供不应求。当前产业链各界已经陆续开启了扩厂增产的步伐。
其中,作为全球过滤、分离和净化方面的领军企业,颇尔公司(Pall Corporation)也在加大布局力度,优化产能配置,致力于利用其领先的膜技术来满足微电子和半导体市场的客户需求。
晶圆加工的过滤、分离和纯化
(图源:颇尔)
据了解,颇尔在半导体市场的业务覆盖了芯片制造的各个关键工艺,颇尔的过滤、纯化和分离解决方案可用于涵盖各类半导体制造过程中用到的化学品、气体、水、研磨液和光阻等各类工艺消耗品,以实现功能、质量、节省成本和提高生产效率等方面的需求。
颇尔积极布局,应对产能瓶颈
新建新加坡工厂
近日,颇尔宣布在新加坡建设一家新制造工厂,将致力于为半导体制造商提供先进节点的解决方案。颇尔第一阶段扩张的投资将超过1亿美元,并将在后续建设过程中加大投资力度。

如今以金融和贸易中心而闻名的新加坡,长期以来也是半导体厂商建厂的聚集地之一。自上世纪60年代以来,德州仪器、英飞凌、美光、惠普、意法半导体等诸多大厂就纷纷前来新加坡建厂,业务涵盖芯片设计、制造、封测等全产业布局,新加坡具备完善的产业链环境和配套设施。
近年来,随着半导体产业的迅速发展以及地缘政治不确定性的增加,新加坡再次凭借有利的政策和产业环境,吸引了行业厂商的关注。从2021年起,格芯、世创、Soitec、联电等多家半导体企业陆续在新加坡加大投资力度,开建工厂。
据IC insights数据统计,2021年新加坡约占全球晶圆制造产能的5%。
综合来看,新加坡完善而健全的生态土壤和吸引外商的政策制度为各行业提供了良好的投资环境,以半导体行业为代表的技术、资本密集的高科技行业无疑从中受益良多。
这也不难理解,颇尔在此新建工厂的目的和意义所在。
据介绍,颇尔新工厂将主要提供光刻和湿蚀刻过滤、净化和分离解决方案,帮助满足对先进节点解决方案的高需求。新工厂第一阶段建设将在2022年夏天开始,大批量制造能力将在2023年末至2024年初完成,该工厂的产能将在后续几年分阶段增加到最大产能。该工厂完成后,颇尔目前的制造微电子过滤和净化解决方案的装机产能将增加两倍多。
颇尔新加坡工厂
(图源:颇尔)
颇尔公司总裁Naresh Narasimhan表示:“由于无线通信、物联网、汽车技术、云计算和人工智能的需求不断增加,世界在数据生成、处理和存储方面正经历指数级增长。这家工厂将支持快速的创新步伐,让客户能够满足不断增长的终端市场需求。”

随着这家新工厂的建设,颇尔将让更大比例的制造产能更靠近大多数客户的制造基地,这将有助于降低供应链复杂性和风险。
反观来看,颇尔的新制造工厂同样也将巩固新加坡的半导体生态系统,深化新加坡在半导体全球供应链中的作用和价值。
加速中国本土化布局
除了新加坡新建工厂之外,颇尔在中国的布局也在加速。
纵观全球半导体产业的发展历程,目前中国大陆正处于新一轮快速崛起的进程中,已成为全球最重要的半导体应用和消费市场之一。
同样受益于芯片产能扩张,以及国产化的稳步推进,中国半导体设备产业也迎来蓬勃发展。在国产化方面,受限于产业起步晚、技术门槛高等问题,海外龙头垄断性较高,但当前设备国产化进程逐渐起航,在政策支持和全球市场格局改善趋势下,国内半导体设备厂商产品线逐步完善,在各自优势环节逐渐突破。
在此发展趋势和行业现状下,颇尔在北京亦庄园区内的工厂转厂项目也在积极进行中。
据介绍,颇尔北京工厂主要提供气体以及流体过滤的解决方案,包括气体过滤器,熔喷滤芯,单芯及多芯不锈钢罐体,纤维滤芯等。预计在2022年底或2023年初将释放部分产能以缓解疫情造成的发货压力,更好的服务亚太及中国客户。据悉,本次产能提升项目涉及的机台及工装治具将由颇尔美国工厂选型,在美国调试后再发往中国,产品一致性将得以保证。
能够看到,随着中国半导体事业的快速发展,颇尔正在加快在这一领域的投资以协同用户的步伐。颇尔微电子中国区经理李涛Lydia表示:“与中国半导体客户共享全球科技、助力智慧中国,是颇尔的愿景和使命。颇尔有着在全球先进的技术能力以及半导体行业的流体过滤,纯化和分离应用中积累的深厚经验,同时北京工厂有着强大的生产能力,结合中国本土完善的供应链优势,颇尔微电子研发部与本土化的制造可以更好将颇尔的优势结合起来,加快中国本土新产品研发的速度,更好的满足中国客户的需求。”
此外,颇尔设立的中国工业创新中心以及中国技术支持(SLS)更是为微电子领域客户提供了全方位的本土服务。包括:
行业经验丰富的技术支持人员
给客户提供售前售后等相关技术培训
配合客户完善Litho-光刻,WET-湿法工艺, CMP化学机械研磨, 电子原材料等各个工艺阶段和领域的过滤、分离、纯化方案
专业的科学技术服务实验室
提供过滤相关分析service和产品性能评价
综合来看,本土化制造将强化颇尔在变化动荡的国际形势下的供应链韧度,提供更好的产品质量以及更快的交期。

长期以来,颇尔一直致力于立足中国、服务中国的战略目标。为了契合中国半导体发展趋势,也为了贴近国内本土客户应用需求,颇尔持续在中国加大投入力度,设立研发中心和生产基地,在中国进行生产、制造、研发,利用中国的供应链环境、人才基础以及巨大的应用市场空间赋能行业客户,旨在解决客户在生产过程中的新需求,提供更灵活,更及时的服务。
未来,伴随中国半导体产业的蓬勃发展,颇尔计划将更多的过滤产品转移到北京工厂进行生产。颇尔正在加大对于本土市场的布局力度,通过丰富的产品组合、优异的产品性能以及全面的增值服务,给中国市场和客户的快速发展提供助力,为国内半导体产业的进步添砖加瓦。
结语
能够看到,除了半导体制造中必不可少的材料和设备等关键产品之外,藏在半导体细分领域背后的某些关键技术也正在发挥着重要的作用。随着产业的不断升级和演进,以过滤器为代表的这些鲜被大众关注的领域开始逐渐进入了人们的视线,愈发成为产业发展中不可忽视的一环。
在当前货期紧张,产能不足的情况下,颇尔作为行业的重要参与者,默默耕耘数十载,持续贡献着自身应有的实力和价值。相信随着半导体市场的不断壮大,以及其深入新加坡、中国市场的多元化战略布局,将有力改善当前市场的不利局面,顺应本土化需求,稳定供应链条,增强客户信心,颇尔将在一系列举措中迎来更大的发展机遇。
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