為了跟上200毫米和300毫米晶圓的旺盛需求，領先的制造商正在全球投資新建晶圓廠。

從歷史上看，晶圓的尺寸一直在穩步增長。從1972年的76毫米開始，最新的晶圓尺寸為450毫米和675毫米。晶圓的直徑越大，可以用它制造的裸片就越多，從而降低了大規模制造的成本。今天，市場對直徑在150毫米到300毫米之間的晶圓的需求占主導地位。

雖然200毫米晶圓最受追捧，但晶圓產能和晶圓開工量在過去20年一直不穩定。晶圓產能在2002年開始下降，最低的衰退發生在2009年的經濟衰退期間。

硅片的制造過程。

現在，隨著更多晶圓在2021年啟動，預計2022年晶圓產能將增長到8.7%。即使晶圓產能出現最新的激增——除了2021年的13家之外，2022年還將新增10家300毫米晶圓代工廠——晶圓行業仍然很脆弱。

1994年至2021年全球晶圓產能的變化。

晶圓通常在設計、制造和銷售晶圓的全周期集成設備制造商（IDM）工廠或在使用他人設計進行制造的代工廠中制造。***、日本和中國的晶圓代工廠在全球晶圓產能方面領先于北美和歐洲晶圓廠。

FABS和CHIPS采取行動支持美國芯片制造商

在2021年3月的眾議院中，半導體行業協會（SIA）提出了美國促進美國制造的半導體（FABS）法案——這是對先前通過的CHIPS法案的補充，可能部分解決200毫米和300毫米晶圓短缺。

FABS和CHIPS法案都是在提升美國在全球芯片制造中的地位方面向前邁出的重要一步，這一比例已從1990年的37%下降到目前的12%。由于專注于投資資金，聯邦政府似乎支持擬議的財政刺激措施。

激勵設計師、研究人員和制造公司將芯片制造本土化是一項長期戰略。通過新的就業、提高競爭力和國家安全來加強美國經濟是這項雙邊立法的三個主要好處。至少一些美國本土的電子公司將在200毫米晶圓的漫長等待中跳過幾個位置。

全球200-mm和300-mm代工廠激增

許多公司最近宣布了新的制造努力，以減輕短缺的影響。

英飛凌科技最近投資超過20億美元，在馬來西亞居林建造一座200毫米晶圓廠。這家馬來西亞代工廠使用與英飛凌在德累斯頓和菲拉赫的子公司相同的技術，使用300毫米晶圓，加強了這家德國芯片制造商在寬帶隙SiC和GaN晶圓市場的地位。

Wolfspeed是電源開關和射頻器件的另一家領導者，它正在紐約莫霍克谷建造一個200毫米晶圓廠，用于生產基于SiC的組件。這家自動化代工廠是世界上最大的代工廠，是Wolfspeed從Si電子元件過渡到SiC電子元件的一個重要里程碑。

Wolfspeed與LucidMotors合作，為這家汽車制造商提供碳化硅設備，并支持電動汽車行業的可持續發展計劃。Wolfspeed打算在北卡羅來納州達勒姆開設另一家工廠，使達勒姆和莫霍克谷工廠成為東海岸國家SiC走廊的一部分。

在中西部，英特爾正在努力恢復美國在半導體創新和供應鏈安全方面的領導地位。對俄亥俄州利金縣的200億美元投資是該公司IDM2.0戰略的一部分，該戰略將擴大英特爾的代工產能服務，創造數千個工作崗位，并促進領先的晶圓生產。

最后，總部位于新加坡的聯合微電子公司（UMC）將投資50億美元建造一個額外的300毫米晶圓廠，用于22/28納米技術，可在各種消費設備和電動汽車中實施。制造過程預計將于2024年開始，每月交付30，000個新晶圓。

前進：供應鏈挑戰和解決方案

未來兩年對于更準確地預測晶圓廠的狀況至關重要。晶圓制造的全球競爭正在加劇。盡管一些供應鏈分析師認為芯片短缺可能很快就會消退，但其他人預測它會持續到2024年以后。供不應求的問題促使政府將芯片制造本地化并提高晶圓供應鏈的彈性。半導體行業面臨的一些關鍵問題包括：

晶圓廠產能不足

設備短缺

安全風險

許可

設計指標

延長交貨時間

建立新伙伴關系的高成本

這種全球市場的相互依存關系正在引起人們對半導體供應鏈長期健康狀況的擔憂。改善短缺的兩個重點領域包括降低光刻工具的成本和支持硬件的更強大的軟件系統。