晶圆代工大乱斗（麦肯锡面对汽车缺芯）

集微网消息，由于汽车芯片短缺，不少OEM的生产线被迫关闭。在新冠疫情导致汽车需求激增之际，晶圆厂如何快速提高晶圆产量？

近日，知名咨询机构麦肯锡对此做了调研。文章认为，当新冠疫情开始蔓延时，汽车行业受到了最早和最严重的经济打击。在疫情初期，一些地区对新车的需求下降了80%，中国、欧洲和北美90%以上的汽车工厂在危机最严重时倒闭。不到两年后，随着疫苗的可用和经济实力的增强，情况发生了逆转。事实上，汽车销量的反弹速度比预期快，使得OEM难以满足需求。

主要的制约因素不是缺乏产能，而是缺乏先进的半导体，这些半导体可以实现先进的驾驶辅助系统和联网汽车功能，如在线导航和信息娱乐。形势如此严峻，一些汽车制造商已停止生产某些汽车或放慢生产线的速度。其他OEM正在制造汽车外壳，等待稍后添加需要半导体的系统。还有一些公司推出的汽车去除了一些功能，这与长期以来的定律背道而驰，即你无法交付一辆汽车99%的功能。

当汽车销量开始激增时，汽车制造商自然会增加芯片订单，但芯片厂会提前数月或数年预订生产线。等到OEM打来电话时，晶圆厂已经将大部分产能重新分配给了其他行业，如消费电子产品，并且不可能立即接收新订单。即使有更多的产能可用，原始设备制造商仍可能发现自己处于停滞状态，因为新一批产品的复杂设置和生产过程需要六到九个月的时间。

文章指出，随着汽车需求日益强劲，晶圆厂有很大的动力缩短交货周期。但对于生产6英寸和8英寸晶圆的成熟晶圆厂来说，这可能很困难，因为这些晶圆厂往往已经老化，效率较低，这些晶圆主要用于各种汽车电子控制单元。通过新设施和工具设置提高自动化程度和扩大生产规模有助于缩短生产时间，但即使在现代化的工厂中，实施这些措施也具有挑战性，并耗费时间。

在2019年，汽车行业占半导体总销售额的近10%，创造了约410亿美元的收入。由于半导体行业已开始依赖OEM来获得强劲稳定的收入来源，它很快就受到了疫情期间汽车销量下滑的影响。

当汽车需求下降时，OEM和半导体分销商推迟了新订单，因为他们天性谨慎，只有在库存不足时才进行采购。这种迟疑正常情况下可能是一种谨慎的做法，但许多原始设备制造商来不及做好准备应对汽车需求从近期低点迅速飙升到前所未有高度的局面。尽管一些成熟晶圆厂可能试图通过增加产能来缓解短缺，但增加产能需要六个月或更长时间。他们可以尝试提高效率以获取一些早期收益，但过去的大多数努力都遇到了意想不到的阻碍。根据我们与多家晶圆厂合作的经验，这些阻碍源于以下四类问题：

错过了增加产能的机会。成熟的晶圆厂往往缺乏对其全部产能的全面了解，因为它们的数据基于老旧的方法或工具功能。例如，有些晶圆厂可能会低估工具实际可能正常运行的时间，通常是因为它们考虑到了过多的缓冲区。其他晶圆厂难以计算产能，因为它们在计算中使用过时的信息，没有考虑到产品组合的变化或者没有优化工具的分配。这些问题复杂又令人困惑，所以晶圆厂无法确定其额外产能，即使他们正在寻找战略增加产能。

劳动和人力资源管理。劳动力部署往往没有得到持续或正确的跟踪和测量，导致产能分配不理想，劳动力利用不足，以及对增加产能所需的全职等效工时缺乏了解。此外，对于新场景带来的变化，传统的劳动力部署可能不是最佳的，例如，由于车间布局要求员工到其他隔间来操作新设备，因此会导致非增值时间。另一个常见的挑战与灵活性有关，因为在瓶颈和人员需求出现时，没有适当进行多种工具交叉培训的操作员无法重新分配到不同的站点。如果员工干劲不足，对劳动力变化的适应能力下降，那么任何效率低下的情况都会变得更加复杂，这使得快速调整路线变得更加困难。

对旧设施、系统和工具的依赖。在大多数成熟晶圆厂中，相同的机器和设备已运行20多年，这导致频繁故障和生产损失的风险更大。如果晶圆厂很少评估机器性能，忽略早期预警信号，则风险更大。许多成熟晶圆厂也缺乏必要的冗余，因为降低成本的措施历来推迟了对关键系统的投资，而这些系统本应根据产量和技术变化进行扩展。除了基础设施问题之外，成熟晶圆厂往往与供应商签订了不符合标准的备件管理安排和服务合同，这可能增加停机时间。例如，合同可能没有规定将部分补偿基于机器正常运行时间。

他们需要更积极的绩效管理。绩效管理是各班次产量变化最大的一个驱动因素。对于每个班次和工具组，目标通常不是在工厂车间层面或更详细的层面上确定的。现场领导可能缺乏进行有效日常绩效对话、调整优先事项、跟踪部署、轮班开始和结束时间以及休息所需的关键管理技能培训。此外，难以从一个班次传递到另一个班次、冗余质量检查和不必要的手动数据记录都会导致绩效不一致。最后，车间领导可能缺乏有关关键目标的信息，使他们难以确定优先事项。（校对/陈兴华）