بر اساس آخرین گزارش تحقیقاتی که اخیراً توسط واحد بررسی و تحقیقات بازار "Counterpoint" منتشر شده است، صنعت ریخته‌گری جهانی در سال 2020 فراتر از انتظارات رشد خواهد کرد و درآمد آن به 82 میلیارد دلار آمریکا خواهد رسید که افزایش قابل توجه 23 درصدی نسبت به سال قبل را نشان می‌دهد. علاوه بر این، انتظار می‌رود در سال 2021 در مقایسه با سال 2020، 12 درصد دیگر رشد کند و به 92 میلیارد دلار آمریکا برسد.

این گزارش اشاره می‌کند که دلیل اصلی رشد قابل توجه بازار جهانی ریخته‌گری ویفر از سال ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۱ این است که از یک سو، محیط کلی صنعتی هنوز بسیار قوی است. دلیل آن این است که رویدادهایی از جمله بیماری همه‌گیر کووید-۱۹، اختلافات تجاری چین و آمریکا و سایر رویدادها، تولیدکنندگان پایین‌دستی را وادار به افزایش موجودی کرده است. این امر منجر به افزایش تعداد سفارشات ویفر و توسعه سریع فناوری پیشرفته فرآیند شده است. از سوی دیگر، کل صنعت در مورد افزایش ظرفیت تولید منطقی‌تر عمل می‌کند. ریخته‌گری‌های درجه دو تمایل کمتری به ساخت کارخانه‌های جدید برای افزایش ظرفیت تولید دارند. در مقابل، آنها تمایل بیشتری به افزایش قیمت ویفر برای کاهش تقاضای بازار دارند.

اپل به تنهایی ۵۳ درصد از ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری جهان را مصرف می‌کند

در سال ۲۰۲۰، پیشرفته‌ترین فناوری‌های فرآیند ۵ نانومتری TSMC و سامسونگ وارد تولید انبوه شده‌اند. در میان آنها، A14 و M1 اپل، اسنپدراگون ۸۸۸ کوالکام و سری Kirin 9000 هواوی همگی از فناوری فرآیند ۵ نانومتری استفاده می‌کنند. با این حال، به دلیل تأثیر ممنوعیت ایالات متحده، از ۱۵ سپتامبر ۲۰۲۰، TSMC قادر به ادامه تولید تراشه برای هواوی نبوده است. انتظار می‌رود هواوی در اواسط سال ۲۰۲۱ دیگر در فهرست مشتریان ویفر فرآیند ۵ نانومتری قرار نگیرد. این امر همچنین اپل و کوالکام را به بزرگترین مشتریان ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری تبدیل می‌کند.

طبق تخمین‌های گزارش «کانترپوینت»، کل محموله‌های ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری در سال ۲۰۲۱، ۵٪ از ویفرهای ۱۲ اینچی جهان را تشکیل خواهد داد که در مقایسه با کمتر از ۱٪ در سال ۲۰۲۰، افزایش قابل توجهی را نشان می‌دهد. در میان آنها، اپل بزرگترین مشتری ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری در سال ۲۰۲۱ خواهد بود. تنها یک شرکت ۵۳٪ از سهم جهانی را به دست آورده است و تمام سفارشات توسط TSMC تأمین خواهد شد. علاوه بر این، علاوه بر پردازنده A14 نصب شده روی سری آیفون ۱۲ و پردازنده M1 که به تازگی روی محصولات مک نصب شده است، انتظار می‌رود اپل نسل جدیدی از پردازنده A14X یا A15 را با استفاده از فناوری فرآیند ۵ نانومتری در سال ۲۰۲۱ عرضه کند. علاوه بر این، پردازنده‌های M1X و حتی M2 و غیره نیز وجود دارند که باعث افزایش بیشتر تقاضای اپل برای ظرفیت تولید ویفر فرآیند ۵ نانومتری می‌شوند.

طبق برآوردهای بازار، سری آیفون ۱۳ اپل در سال ۲۰۲۱ احتمالاً از تراشه‌های اسنپدراگون کوالکام با ۲۴ درصد ویفرهای نانومتری استفاده خواهد کرد.

در مورد سامسونگ، این شرکت سومین مشتری بزرگ ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری در جهان خواهد بود که انتظار می‌رود ۵٪ از این بازار را به خود اختصاص دهد. سامسونگ در پایان سال ۲۰۲۰، پردازنده Exynos 1080، یک پردازنده فرآیند ۵ نانومتری که برای تولیدکنندگان برندهای تلفن همراه چینی طراحی شده بود، را عرضه کرد و از آن زمان توسط سری گوشی‌های هوشمند vivo X60 به کار گرفته شده است. در ابتدای سال ۲۰۲۱، پردازنده Exynos 2100 با فرآیند ۵ نانومتری عرضه شد که توسط سری گوشی‌های هوشمند Galaxy S21 خود سامسونگ نیز عرضه شد. انتظار می‌رود سامسونگ نسل جدیدی از پردازنده‌ها مانند Exynos 1080 و Exynos 2100 را در پایان سال ۲۰۲۱ عرضه کند. علاوه بر این، شایعاتی در بازار وجود دارد مبنی بر اینکه به دلیل موفقیت پردازنده M1 با معماری ARM که توسط خود اپل توسعه داده شده است، سامسونگ ممکن است از اپل پیروی کند و یک پردازنده Exynos PC با معماری ARM عرضه کند که ممکن است با استفاده از فرآیند ۵ نانومتری نیز ساخته شود.

با بهره‌گیری از افزایش سریع سهم خود در بازار کامپیوترهای شخصی، شرکت بزرگ پردازنده AMD نیز در حال تسریع پیشرفت فناوری پردازش پردازنده است تا بتواند رقابت بیشتری با اینتل داشته باشد. طبق داده‌ها، AMD در سال ۲۰۲۱ یک پردازنده با معماری Zen4 مبتنی بر فرآیند ۵ نانومتری TSMC عرضه خواهد کرد و تعداد هسته‌ها ممکن است به یکباره از ۶۴ فراتر رود. تحت این شرایط، "Counterpoint" پیش‌بینی می‌کند که AMD در سال ۲۰۲۱، ۵٪ از حجم ویفر ۵ نانومتری را به خود اختصاص خواهد داد.

علاوه بر این، "Counterpoint" همچنین پیش‌بینی می‌کند که NVIDIA و MediaTek به ترتیب ۳٪ و ۲٪ از تعداد ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری را در سال ۲۰۲۱ به خود اختصاص خواهند داد. در میان آنها، اخباری مبنی بر اینکه NVIDIA در سال ۲۰۲۱ یک پردازنده گرافیکی جدید با فرآیند ۵ نانومتری با معماری AdaLovelace عرضه خواهد کرد، وجود دارد که ممکن است برای ریخته‌گری به TSMC واگذار شود. علاوه بر این، MediaTek همچنین انتظار دارد پردازنده ۵G سری Dimension 2000 را با استفاده از فرآیند ۵ نانومتری قبل از پایان سال ۲۰۲۱ عرضه کند. با این حال، NVIDIA و MediaTek تا پایان سال ۲۰۲۱ محصولات جدیدی را عرضه خواهند کرد که باعث می‌شود تعداد ویفرهای موجود با فرآیند ۵ نانومتری نسبتاً محدود باشد.

۷ کاربردهای مشتریان از فرآیندهای نانومتری همچنان در حال تنوع است

این گزارش علاوه بر تحقیق در مورد فرآیند ۵ نانومتری، در مورد فرآیند ۷ نانومتری نیز گزارش می‌دهد. مطالب مرتبط اشاره می‌کنند که به دلیل الزامات بالاتر برای عملکرد و مصرف برق تلفن‌های همراه ۵G، مشتریان اصلی ویفرهای فرآیند ۵ نانومتری، تولیدکنندگان تراشه‌های گوشی‌های هوشمند هستند. در مقایسه، کاربردهای پردازنده‌ها یا تراشه‌های تولید شده توسط فناوری فرآیند ۷ نانومتری (شامل N7، N7+، N6) متنوع‌تر است، از جمله هوش مصنوعی، CPU، GPU، فرکانس پایه و پردازنده‌های الکترونیکی خودرو. بنابراین، مشتریان بیشتری برای ویفرهای فرآیند ۷ نانومتری وجود دارد که این امر فرآیند ۷ نانومتری را نسبت به فرآیند ۵ نانومتری مقرون به صرفه‌تر می‌کند.

این گزارش در نهایت تأکید کرد که کل محموله‌های ویفر با فرآیند ۷ نانومتری، ۱۱٪ از ویفرهای ۱۲ اینچی جهان را در سال ۲۰۲۱ تشکیل خواهد داد. در این حالت، گوشی‌های هوشمند تنها ۳۵٪ از ویفرهای فرآیند ۷ نانومتری را مصرف خواهند کرد و بیشتر ویفرهای فرآیند ۷ نانومتری توسط CPUها یا GPUهای تولیدکنندگانی مانند AMD و NVIDIA مصرف خواهند شد. در مجموع، AMD 27٪ از ویفرهای فرآیند ۷ نانومتری را مصرف خواهد کرد و رتبه اول را در بازار به خود اختصاص خواهد داد و پس از آن NVIDIA با نسبت مصرف ۲۱٪ قرار دارد. کوالکام با ۱۲٪ در رتبه سوم و مدیاتک با ۱۰٪ در رتبه چهارم قرار دارند. دور پنجم به اینتل با ۷٪ اختصاص دارد. پس از آن اپل با ۶٪، برادکام با ۶٪، سامسونگ با ۵٪ و Xilinx با ۲٪ قرار دارند.

نکته‌ای که باید در اینجا به آن اشاره شود این است که طبق آخرین اخبار، اگرچه تحقیق و توسعه‌ی فعلی فرآیند ۷ نانومتری اینتل پیشرفت مهمی داشته است، اما تحویل تراشه‌های مربوطه به مشتریان ممکن است تا اوایل سال ۲۰۲۳ محقق نشود. «کانترپوینت» در این گزارش خاطرنشان کرد که با توجه به گوشی‌های هوشمند قدرتمندتر ۵G، میزان استفاده از ظرفیت فرآیند ۵ نانومتری TSMC و سامسونگ در سال ۲۰۲۱ به بیش از ۹۰ درصد افزایش خواهد یافت. میانگین نرخ استفاده از ظرفیت فرآیند ۷ نانومتری بین ۹۵ تا ۱۰۰ درصد کاهش خواهد یافت. با توجه به ظرفیت محدود فرآیند ۷ نانومتری، برای تأمین‌کنندگان تراشه و تولیدکنندگان تجهیزات با نیازهای نوظهور مانند نیمه‌هادی‌های سفارشی (ASIC) و پردازنده‌های مبتنی بر Arm، دستیابی به تخصیص ظرفیت اضافی در این مرحله دشوار خواهد بود.

قیمت‌های ریخته‌گری در سال ۲۰۲۱ رشد دو رقمی را تجربه خواهند کرد

این گزارش همچنین تأکید کرد که به لطف تقاضای زیاد در بازارهای لوازم الکترونیکی مصرفی و لوازم الکترونیکی خودرو از نیمه دوم سال 2020، تقاضا برای تراشه‌هایی مانند آی‌سی‌های مدیریت توان، آی‌سی‌های درایور پنل، قطعات توان و حسگرهای تصویر COMS که در ریخته‌گری ویفر 8 اینچی متمرکز هستند، افزایش یافته است. این امر، همراه با کمبود فعلی تجهیزات تولید ویفر 8 اینچی، گسترش کارخانه‌های ویفر 8 اینچی را محدود کرده و منجر به کمبود مداوم ظرفیت تولید ویفر 8 اینچی در جهان شده است. علاوه بر این، پس از برخی انتقال‌ها از ویفرهای 8 اینچی به ویفرهای 12 اینچی، انتظار می‌رود که در آینده نیز کمبود ظرفیت تولید ویفر 12 اینچی وجود داشته باشد. این امر حل مشکل عرضه تراشه در بازار بیش از تقاضا در طول سال 2021 را دشوار خواهد کرد.

به دلیل ناتوانی در تأمین تقاضای زیاد و افزایش قیمت مواد اولیه، کارخانه‌های ریخته‌گری ویفر شروع به افزایش قیمت‌های ویفر خود کرده‌اند و زمان تحویل نیز طولانی‌تر شده است. در این گزارش اشاره شده است که از پایان سال 2020، زمان تحویل برخی از تراشه‌های استاندارد موجود در بازار به بیش از شش ماه افزایش یافته است. علاوه بر این، در پاسخ به عرضه بیش از تقاضای بازار، شرکت‌هایی از جمله TSMC و UMC از سه ماهه سوم سال 2020 قیمت‌های ویفر 8 اینچی را 10 تا 20 درصد افزایش داده‌اند. متعاقباً، کارخانه‌های ریخته‌گری ویفر مانند GlobalFoundries و World Advanced نیز قیمت‌های ویفر 8 اینچی خود را حدود 10 تا 15 درصد افزایش دادند. تا دسامبر 2020، گزارش شد که TSMC تخفیف سفارش برای ویفرهای 12 اینچی را از سال 2021 لغو خواهد کرد. این تأثیر شامل فرآیندهای 7 نانومتری، 10 نانومتری، 28 نانومتری، 40 نانومتری و 55 نانومتری خواهد بود. این معادل افزایش قیمت پنهان است. نه تنها این، بلکه شایعاتی در بازار وجود دارد مبنی بر اینکه به دلیل اینکه ظرفیت تولید همچنان به طور کامل پر است، UMC و World Advanced Micro Devices در حال آماده شدن برای افزایش قیمت دوم، از 10٪ تا 15٪ هستند. UMC همچنین به مشتریان ریخته‌گری ویفر 12 اینچی اطلاع داده است که چرخه تحویل حدود یک ماه تمدید خواهد شد.

با توجه به شرایط بازار فوق و تقاضای قوی فعلی بازار، گزارش «کانترپوینت» پیش‌بینی می‌کند که کل صنعت ریخته‌گری ویفر در سال ۲۰۲۱ رشد دو رقمی را تجربه خواهد کرد، از جمله محموله‌های ویفر و قیمت محموله‌های ویفر. اگرچه صنعت ریخته‌گری به اندازه صنعت حافظه چرخه‌ای نیست، اما اگر همه‌گیری کووید-۱۹ و تنش‌های تجاری جهانی حل نشود، سطح بالای موجودی فعلی به یک امر عادی تبدیل خواهد شد و پیش‌بینی‌ها یکی از عوامل اصلی مؤثر بر تقاضای بازار خواهند بود.

برون‌سپاری کارخانه‌های IDM همچنان رو به افزایش است و رشد صنعت ریخته‌گری ویفر را تقویت می‌کند.

در نهایت، گزارش «کانترپوینت» همچنین به پیش‌بینی میزان عرضه دستگاه لیتوگرافی EUV شرکت ASML، غول تجهیزات نیمه‌هادی هلندی، و هزینه‌های سرمایه‌ای کل سال TSMC در سال ۲۰۲۱ به عنوان پیش‌بینی‌کننده‌ای از رونق صنعت نیمه‌هادی جهانی اشاره کرد. TSMC در کنفرانس سه‌ماهه چهارم ۲۰۲۰ خود اعلام کرد که انتظار می‌رود هزینه‌های سرمایه‌ای در سال ۲۰۲۱ به ۲۵ تا ۲۸ میلیارد دلار آمریکا برسد که از رشد تلفن‌های هوشمند و محاسبات با کارایی بالا سود می‌برد.

علاوه بر این، به دلیل تأخیر مداوم در تولید انبوه فرآیند ۷ نانومتری اینتل، همراه با فشار ناشی از رقابت AMD برای سهم بازار در بازار رایانه‌های شخصی، اینتل ممکن است تولید بخشی از تجارت CPU/GPU خود را در سال ۲۰۲۱ برون‌سپاری کند. به همین منظور، TSMC و سامسونگ به طور فعال در حال آماده‌سازی برای رقابت برای این سفارش هستند. بنابراین، TSMC و سامسونگ ممکن است در سال ۲۰۲۱ شروع به گسترش ظرفیت تولید فناوری‌های فرآیند ۵ نانومتری و ۳ نانومتری کنند. علاوه بر این، روند فعلی برون‌سپاری تولید توسط تولیدکنندگان IDM در حال شتاب گرفتن است و تأمین‌کنندگان جهانی IC برای سودآوری بیشتر، این مدل را دنبال می‌کنند. این وضعیت این امکان را فراهم می‌کند که علاوه بر اینتل، حسگرهای تصویر CMOS سونی و تراشه‌های MPU Renesas Electronics تا پایان سال ۲۰۲۱ برون‌سپاری شوند.

بر اساس عوامل فوق، انتظار می‌رود درآمد صنعت ریخته‌گری ویفر در سال ۲۰۲۱ به رشد خود ادامه دهد و این روند رشد از زمان حباب اینترنت در سال ۲۰۰۰ هرگز مشاهده نشده است. علاوه بر این، با توجه به اینکه تولیدکنندگان IDM همچنان به افزایش برون‌سپاری به میزان ۱۰۰ میلیون یوان ادامه می‌دهند، این گزارش پیش‌بینی می‌کند که از سال ۲۰۲۲، اندازه کلی بازار ریخته‌گری ویفر تا سال ۲۰۲۳ از ۱۰۰ میلیارد دلار آمریکا فراتر خواهد رفت. در میان آنها، TSMC و سامسونگ به دلیل فناوری، سرمایه و وضعیت صنعتی خود، همچنان مزایای رقابتی قوی خود را حفظ خواهند کرد.