“德克萨斯的风雪啊”，为芯片缺货又加上一层霜

美国德州遭遇超级寒流袭击，导致严重能源供应短缺与电力中断，包括三星(Samsung)、恩智浦(NXP)与英飞凌(Infineon)等业者位于德州首府奥斯汀(Austin)的晶圆厂也因此停摆。

在美国时间2月16日德州奥斯汀电力公司Austin Energy宣布中断供电后，上述业者的生产线也也跟着停工，但对于产量造成的影响以及何时复工，这些公司都未发表任何评论。恩智浦在一份新闻稿中表示，考虑一般大众的健康、安全与人道服务，奥斯汀电力公司将优先供电给住宅区，因此恩智浦两座位于奥斯汀的工厂都被暂停供电。

德州地方新闻媒体《Austin American-Statesman》则引述了三星发言人Michele Glaze说法：“因为提前接获(停电)通知，厂房以及生产中的晶圆片都已经采取了恰当的措施。”

半导体顾问业者Semiconductor Advisors总裁Robert Maire接受《EE Times》电子邮件采访时表示，若是有秩序地停工，半导体生产在线的晶圆片以及设备受到的影响程度可以被减至最小程度；“如果他们是提前几个小时收到停电通知，可能会把大部份晶圆片从设备中移走，并且以有系统地关闭机台方式，完成‘软’停工。”

不过Maire也表示，就算是最好的情况，那些晶圆生产线可能也要花上一至两周时间才能复工；但要是停电时间拉长，问题可能会更糟，因为厂房内与生产设备温度会降低。此外，晶圆厂内的空气温湿度必须要经严密控制，而且得过滤灰尘污染，电力中断将使得相关设施都无法正常运作。

在价值达数十亿美元的资本密集晶圆厂内，业者需要维持生产线24小时运转以最大化营利；这不是一项简单任务，因为有这么多对环境条件非常敏感的精密设备。Maire表示：“在尖端晶圆厂内，设备24小时全年无休运转，因此让它们维持温度并维持校准需要花很多时间，特别是微影设备。”

他指出，如果极紫外光(EUV)或深紫外光(DUV)微影工具的镜头未妥善控制温度一段时间，就需要花非常多时间去让它们“回温”，维持运作稳定与校准。

半导体产业研究机构VLSIresearch分析师Andrea Lati则对《EE Times》表示，上述三家芯片业者在奥斯汀当地的总半导体产能是每月11万5,000片左右的约当12吋(300m)晶圆，而全美总半导体产能应该有每月1,200万片晶圆，因此奥斯汀的晶圆产能占据全美总产能的比例在9%到10%之间。

芯片缺货问题雪上加霜

奥斯汀三大半导体业者生产线停摆，让全球芯片缺货的问题雪上加霜，也因此会加剧从汽车到智能手机的各种系统生产速度减缓的情况。在2020年，新冠病毒肺炎疫情影响了汽车市场需求，车厂纷纷在第三季砍掉车用芯片订单；然而2020年第四季汽车订单就开始回温，成熟半导体工艺产能如40纳米与55纳米也出现短缺现象。

“关键的问题在于这是一场大混乱，”Maire表示，三星八成遭受严重的冲击，因为奥斯汀是该公司在美国唯一的生产据点。而另一家产业研究机构IC Insights的副总裁Brian Matas对《EE Times》表示，三星可能需要重新考虑是否要在德州斥资百亿美元兴建新晶圆厂的计划。

“德州电力系统在这场寒流中发生的状况，会是三星考虑奥斯汀作为投资百亿美元兴建新晶圆厂潜在地点的大问题；”Matas进一步指出：“不只有三星，其他潜在晶圆厂营运商必然也会对州政府提出针对德州能源可靠度委员会(Electric Reliability Council，ERCOT)的质疑与尖锐问题。”

他表示，“当本地电网故障，没有备用电源也无法从邻近的其他州采购可靠电力，是一个非常大的致命伤；”ERCOT是由德州的电力公司组成的团体，负责管理/控制当地电网，服务超过2,500万用户，占据德州总电力负载的九成。

美国德州时间2月16日，电力短缺导致德州的电费飙涨到1MWh(megawatt-hour)超过9,000美元；但一个星期之前，同样1MWh电费不到30美元。德州州长Greg Abbott因此宣示，会将ERCOT的改革列为州议会的第一优先事项，他也将针对ERCOT进行调查，以判定造成电力短缺的原因，并找出长期解决方案。

车用芯片产能更稀缺

Matas表示，英飞凌与恩智浦都是车用芯片主流供应商，在停电之前就已经面临芯片产能紧缺的状况；“几乎可以确定的是，奥斯汀晶圆厂停工已经呈现上扬的车用芯片单价再添额外的飙升压力，预期价格将会在今年进一步上涨。”

“这不会是车厂与车用系统业者乐见的，但他们可能会面临更严重的价格压力，而且得忍受更长的车用芯片交货期──至少在近期都会如此。遗憾的是，他们对于改变这种情况有些无能为力；”Mata指出，过去就连短暂的晶圆厂生产中断，也为导致芯片长期缺货与价格飙升，这对已是现在进行式的全球芯片缺货问题当然不是好消息。

在此同时，奥斯汀当地可说是一片愁云惨雾，包括那些正在家中遭受严寒的民众。奥斯汀市政府已经宣布进入灾难状态，但预期情况不会拖过2月。奥斯汀是美国的半导体制造重镇之一，当地也形成材料业者、制造设备业者的产业生态系。

三星斥资约90亿美元兴建的12吋晶圆厂S2在2011年于奥斯汀完工，生产45纳米工艺。恩智浦在奥斯汀有两座8吋晶圆厂，最初是由摩托罗拉(Motorola)在1990年代建成，由恩智浦收购飞思卡尔半导体(Freescale Semiconductor)取得。英飞凌在的奥斯汀8吋晶圆厂Fab 25，则是该公司自Cypress收购的资产。

编译：Judith Cheng，EETimes Taiwan

责编：Luffy Liu

（参考原文：Chipmakers Halt Production in Texas After Power Outages，By Alan Patterson）