منذ عام 2020، دخلت قيمة إنتاج مسبك الويفر العالمية في حالة من التطور النشط. ويتبين من الشكل 1 أن معدل نموها السنوي قد وصل إلى 24%. وسيصل معدل النمو السنوي في عام 2021 إلى 22.4%، وهو أيضًا مستوى مرتفع من النمو. هذا العام، ستتجاوز قيمة إنتاج مسبك الرقائق بأكمله رسميًا علامة 100 مليار دولار. وتتوقع TrendForce أن يصل معدل النمو السنوي في عام 2022 إلى 13.3%. هناك مفتاحان لدفع النمو مرة أخرى في عام 2022، أحدهما هو الطاقة الإنتاجية المفتوحة حديثًا، والآخر هو زيادة الأسعار.

الشكل 1: قيمة الإنتاج العالمي المقدرة للمسبك

في عام 2021، أطلقت العديد من المصانع خططًا لتوسيع الإنتاج. وفي عام 2022، من المتوقع أن يكون هناك 12 مسبكًا جديدًا للرقائق (انظر الشكل 2). من بينها، تايوان، الصين، بقيادة TSMC، مسبك الرقاقات بأكمله. من منظور قيمة الإنتاج، تبلغ قيمة إنتاج تايوان حوالي 60%، وتمثل الطاقة الإنتاجية 50%، مما يعني أن معظم عمليات التصنيع المتقدمة باهظة الثمن نسبيًا لا تزال في تايوان. صنع في المنطقة. هناك نقطة أخرى تستحق الاهتمام بها. يتبين من الشكل 2 أنه في عام 2022، يبدو أن الحصة السوقية للمسابك في تايوان تنخفض قليلاً بنسبة 1%، وستزيد الصين القارية بنسبة 2%. وتتركز معظم الطاقة الإنتاجية المتزايدة في مصنع نانجينغ في البر الرئيسي للصين. ومع ذلك، لا يزال تركيز TSMC منصبًا على تايوان.

الشكل 2: مواقع المسبك الرئيسية الجديدة

فيما يتعلق بالعملية المتقدمة، الجميع مهتم أكثر بعملية 3 نانومتر التي أطلقتها TSMC وSamsung. لا تزال TSMC تستخدم بنية FinFEX. تعتمد منتجات 3nm التي أصدرتها سامسونج على بنية GAA، وهي أيضًا الشركة الوحيدة في الصناعة التي استوردت هذه البنية. تمثل TSMC ما يقرب من 70% من سوق العمليات المتقدمة، وتمثل سامسونج حوالي 30%. لا تزال معظم خطط التوسع لهاتين الشركتين هذا العام تتركز في أجزاء 5nm و 4nm. في العام المقبل، سيتم تركيز هاتين الشركتين. في عملية 3 نانومتر.

الشكل 3: تطوير عملية أشباه الموصلات

تم تحميل سعة المسبك بالكامل، وستكون الرقائق مقاس 8 بوصة أكثر إحكامًا من الرقائق مقاس 12 بوصة في عام 2022

في عام 2021، يصل معدل استغلال القدرة لكل من المسابك 8 بوصة و12 بوصة إلى 95-100%، وستستمر هذه الإشارة حتى عام 2022.

وفقًا للبيانات التي شاركتها TRENDFORCE، أدرجت مسابك الرقاقة مقاس 12 بوصة TSMC وSamsung وUMC وSMIC. من الخط المنقط في الشكل 4، يمكن ملاحظة أنه سيكون هناك اتجاه هبوطي طفيف في النصف الثاني من عام 2022. وقال تشياو آن، في الواقع، هذا ليس طلبًا سيئًا، والسبب الرئيسي هو أن هناك بعض تبدأ الطاقة الإنتاجية الجديدة أو المصانع الجديدة بفتح الطاقة الإنتاجية الواحدة تلو الأخرى، ويصبح القاسم أكبر عندما لا يواكب حجم التصوير بسرعة. ، سينخفض ​​معدل الاستخدام قليلًا، ونعتقد حاليًا أن معدل الاستخدام بالكامل سيبقى أعلى من 95%.

الشكل 4: استغلال سعة المسبك الرئيسي 12 بوصة

من الشكل 5، فإن الانخفاض في قدرة المسبك 8 بوصة ليس واضحًا جدًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن معدل نمو قدرة المسبك 8 بوصة محدود نسبيًا، ونمو الطلب أكبر من العرض، وسيكون الوضع الضيق أكثر خطورة من 12 بوصة . على جانب الطلب، يتم تصنيع معظم الدوائر المتكاملة المتعلقة بإدارة الطاقة المستخدمة في الهواتف المحمولة والمركبات الكهربائية 5G في مصانع مقاس 8 بوصات، ولكن معظم المعدات الموجودة في مسابك الرقاقات مقاس 8 بوصات تكون أكثر تكلفة، ولكن الرقائق مقاس 8 بوصات أكثر تكلفة غالي. يعتبر سعر المنتجات المصنعة مقاس 8 بوصة رخيصًا نسبيًا، مما يؤدي إلى التوسع في المنتجات المصنعة مقاس 8 بوصة والتي لا تتسم بالفعالية من حيث التكلفة. على العكس من ذلك، وبسبب الطلب المتزايد، فإن النقص في سعة شاشات 8 بوصة يعد أكثر خطورة من نقص سعة شاشات 12 بوصة.

الشكل 5: استغلال سعة المسبك الرئيسي 8 بوصة

يتضح من الشكل 6 أن معدل النمو السنوي المركب لمدة 5 سنوات لسعة الرقاقة مقاس 8 بوصة يبلغ 3% فقط، وأن ميل معدل نموها السنوي أصغر بكثير من مصنع التصنيع مقاس 12 بوصة. 12 بوصة ضيقة. وبسبب النقص، شهد المصنع مقاس 12 بوصة معدل نمو سنوي قدره 12%. ومن المفهوم أنه من عام 2021 إلى عام 2023، سيتم فتح 100 ألف إلى 200 ألف من الطاقة الإنتاجية الجديدة كل عام.

الشكل 6: معدل النمو السنوي المركب للفترة 2019-2023 لأكبر 10 مسبك من حيث القدرة

خطة توسيع قدرة المعالجة لعام 2022: 40 نانومتر و28 نانومتر هي النقاط الرئيسية

وأشار تشياو آن إلى أنه "في عام 2021، في خطة توسيع السعة لكل عملية، تتركز معظم المنتجات الجديدة في الجزء 90 نانومتر أو 65 نانومتر أو 55 نانومتر، وتبلغ الطاقة الإنتاجية الجديدة ما يصل إلى 80 ألفًا، ولكن سبب الاستمرار الضيق هذا العام هو أن المنتجات التي يمكن إنتاجها 90 نانومتر، 65 نانومتر، 55 نانومتر قد يتم تخفيفها قليلاً، وينصب التركيز على 40 نانومتر أو 28 نانومتر، على سبيل المثال، لا تزال منتجات Wi-Fi التي تركز على عمليات 40 نانومتر و28 نانومتر في حالة ضيقة ".

الشكل 7: خطة توسيع القدرات لعام 2021 لكل عملية

"ولكن بالنظر إلى عام 2022، في المربع الأحمر، ستتركز الطاقة الإنتاجية الجديدة في العام المقبل بشكل أساسي في الأجزاء 40 نانومتر و28 نانومتر، لذلك نعتقد أن افتتاح هذه الطاقة الإنتاجية الجديدة في العام المقبل سيؤدي إلى نقص في سوق مسبك الرقائق. تعال للحصول على بعض العلامات المهدئة."

الشكل 8: خطة توسيع القدرات لعام 2022 لكل عملية

تعد 90 نانومتر و65 نانومتر و55 نانومتر هي توسعات السعة الرئيسية هذا العام، كما أن 40 نانومتر و28 نانومتر هي الدعم الرئيسي للتوسع في العام المقبل. لذلك، يمكن أن نفهم أن المورد الحالي لـ 1Xnm قليل جدًا. بعد دخول 1Xnm، دخل هيكل الترانزستور إلى هيكل FinFEX، وبالتالي فإن تكلفة التوسع مرتفعة نسبيًا. حاليًا، فقط TSMC وSamsung وشركات أخرى ليس لديها خطط لتوسيع الإنتاج في السنوات القليلة المقبلة. مع زيادة معدل انتشار الهواتف المحمولة 5G عامًا بعد عام، سيزداد الطلب على شرائح 1Xnm أيضًا بشكل كبير، كما يتزايد الطلب على Wi-Fi وما إلى ذلك عامًا بعد عام، مما قد يتسبب في اختناق عملية 1Xnm في 2022 و 2023.

الشكل 9: مكونات أشباه الموصلات ملفقة في عملية مسبك مقاس 12 بوصة

لماذا تعتبر عملية 28 نانومتر مهمة جدًا؟

وأشار تشياو آن إلى أنه ليس فقط في العام المقبل، ولكن حتى بعد عام 2023، سيتم زيادة القدرة الإنتاجية البالغة 28 نانومتر تدريجيًا. لماذا تعتبر عملية 28 نانومتر مهمة جدًا؟

كما يتضح من الشكل 10، تُعد تقنية 28 نانومتر الأكثر تطورًا في بنية MOSFET (المستوية). وبالمقارنة مع بنية FinFET، أي بعد 1Xnm، تُعتبر تكلفتها منخفضة نسبيًا. تُعتبر تقنية 28 نانومتر الجيل الأخير من بنية MOSFET (المستوية)، مما يُمكّنها من توفير أداء كافٍ للشرائح المطلوبة لعدد كبير من منتجات إنترنت الأشياء.

بالإضافة إلى ذلك، عند الدخول إلى أقل من 40 نانومتر، عندما تقوم معظم مسابك الرقاقات أو مصانع IDM بتوسيع الإنتاج، تكون التكلفة أيضًا كبيرة نسبيًا. إذا لم يكن لديهم ما يكفي من العملاء لدعم تشغيل هذه المصانع، فمن المحتمل أن يتسبب ذلك في خسائر، لذلك بعد الدخول إلى أقل من 40 نانومتر، قامت العديد من مصانع IDM على التوالي بالاستعانة بمصادر خارجية لبعض المنتجات لمسابك الرقاقات هذه لتصنيعها. ونتيجة لذلك، ترغب معظم مسابك الرقاقات في زيادة الطاقة الإنتاجية البالغة 40 نانومتر/28 نانومتر.

الشكل 10: أهمية 28 نانومتر

هل سيكون عام 2022 نهاية نقص الرقائق؟

وفقًا لبيانات TRENDFORCE، سيكون طلب السوق على المنتجات النهائية لأشباه الموصلات في عام 2020 قويًا. وكما يتبين من الشكل 4، بالإضافة إلى التلفزيون، الذي شهد نموًا سلبيًا بنسبة 1.8%، فإن وحدات التحكم في الألعاب وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء والسيارات والشاشات والخوادم والهواتف الذكية تظهر نموًا سريعًا. في الواقع، القوة الدافعة الرئيسية هي أن وباء التاج الجديد قد دفع مطالب مختلفة، وخاصة النمو الإيجابي لوحدات التحكم في الألعاب، وأجهزة الكمبيوتر المحمولة، والأجهزة القابلة للارتداء بنسبة تصل إلى 35٪، و16.5٪، و11.1٪. وفي عام 2022، سيدخل هذا الطلب المرتبط بالوباء إلى حالة ضعيفة. وأشار تشياو آن، المحلل في قسم أبحاث أشباه الموصلات في TrendForce، إلى أنه من الجدير بالذكر أن "التغيرات في مزيج المنتجات" هي أحد المحركات الرئيسية لتطوير الطلب على أشباه الموصلات، مثل الهواتف المحمولة 4G إلى الهواتف المحمولة 5G والسيارات التقليدية بالنسبة للسيارات الكهربائية والمنتجات الأخرى، ستؤدي تغييرات المجموعة، وتغييرات مزيج المنتجات، إلى مضاعفة عدد الرقائق المستخدمة، على سبيل المثال، يتطلب التلفزيون ذو الحجم الأكبر دقة أعلى، مما يتطلب المزيد من الرقائق.

الشكل 11: نظرة عامة على الطلب على أشباه الموصلات

وقال تشياو آن، المحلل في قسم أبحاث أشباه الموصلات في شركة TrendForce، إن السبب الرئيسي لنقص الرقائق هو معدل انتشار الهواتف المحمولة 5G، والتي استمرت في التطور منذ النصف الثاني من عام 2019. وبعد دخول عام 2020، حدث ما يلي: لمواجهة وباء التاج الجديد والجغرافيا السياسية. والعوامل الأخرى ذات الصلة، تؤدي هذه العوامل الثلاثة في الواقع إلى نتيجتين متماثلتين، إحداهما هي زيادة الطلب على المنتجات، والثانية هي عدم اليقين الناجم عن الجغرافيا السياسية أو الوباء، مثل إغلاق المدينة والدولة. وما إلى ذلك، مما يتسبب في انهيار سلسلة التوريد. ولذلك، سيتم تعطيل الطاقة الحركية لتخزين سلسلة التوريد بأكملها، وستحتاج معظم سلاسل التوريد إلى إنشاء مستوى مخزون مرتفع نسبيًا من أجل التعامل مع مشكلة نفاد المخزون الناجم عن إغلاق المدينة والمدينة. البلد أو الجغرافيا السياسية، وهو النقص واسع النطاق في السلع. سبب رئيسي.

متى سنرى نهاية موجة نقص الرقائق؟ وتتركز معظم المنتجات هذا العام في 96 نانومتر و65 نانومتر، وفي العام المقبل ستشكل توسعة 40 نانومتر و28 نانومتر. وستظهر هذه العمليات في حالة استرخاء العرض هذا العام والعام المقبل. ومع ذلك، فإن الزيادة في سعة الرقائق مقاس 8 بوصة محدودة قليلاً. بالإضافة إلى ذلك، يوجد عدد قليل نسبيًا من موردي 1Xnm، ولا توجد حاليًا خطة توسع واضحة. قد تصبح 8 بوصة و5Xnm، و12nm، 16nm، أو 11nm، 14nm، عملية عنق الزجاجة في العام المقبل. لذلك، نلاحظ حاليًا أنه في عام 2022 ككل، على الرغم من استمرار مسابك الرقاقات في فتح طاقة إنتاجية جديدة في بعض العمليات، قد تكون هناك بعض العلامات على وجود القليل من الراحة، لكن عمليات عنق الزجاجة مقاس 8 بوصات و1Xnm ستظل كما هي ستستمر سلسلة توريد أشباه الموصلات بأكملها في مواجهة مشكلة المواد الطويلة والقصيرة. لذلك، من منظور سوق مسبك الرقائق بأكمله، سيظل هناك وضع من الطاقة الإنتاجية المحدودة في عام 2022.

إخلاء المسؤولية: هذا المقال مستنسخ من "مؤلف ألبوم الهندسة الإلكترونية: Wu Qingzhen Amy Wu"، يمثل هذا المقال فقط آراء المؤلف الشخصية، وليس Sacco Micro وآراء الصناعة، فقط لإعادة الطباعة والمشاركة، لدعم حماية حقوق الملكية الفكرية. ، يرجى إعادة الطبع مع ذكر المصدر الأصلي والمؤلف. وفي حالة وجود أي مخالفة يرجى التواصل معنا لحذفها.