صنعت نیمه‌هادی جهانی در دوره بحرانی ارتقاءهای مکرر قرار دارد. فناوری‌های جدید و زمینه‌های جدید دائماً در حال شتاب بخشیدن به گسترش هستند. عوامل کلیدی مانند عرضه و تقاضا، بازسازی زنجیره صنعتی را بیشتر ترویج می‌دهند. خطرات و فرصت‌ها در بازار جهانی در کنار هم وجود دارند.

توسعه هر صنعتی از نوآوری جدایی‌ناپذیر است. می‌توان گفت که نوآوری نیروی محرکه اصلی همه فناوری‌های جدید است. با تکیه بر نوآوری و تکرار مداوم فناوری، صنعت نیمه‌هادی به تدریج به صنعتی استراتژیک و پیشرو با قوی‌ترین نفوذ کاربرد و وسیع‌ترین نفوذ صنعتی تبدیل شده است.

از 9 تا 11 ژوئن، کنفرانس جهانی نیمه‌رساناها 2021 و نمایشگاه بین‌المللی نیمه‌رساناها نانجینگ در مرکز نمایشگاه‌های بین‌المللی نانجینگ برگزار شد. با موضوع "نوآوری و تغییر، برد-برد با هسته"، ما به طور مشترک در مورد نوآوری و همکاری، توسعه و برد-برد در صنعت نیمه‌رساناهای جهان بحث خواهیم کرد. (نکته: پاسخ پس‌زمینه "انجمن نوآوری«مطالب مربوط به سخنرانی‌های انجمن نوآوری این کنفرانس جهانی نیمه‌هادی را می‌توان تهیه کرد، جزئیات را می‌توانید در انتهای مقاله بیابید.»

با ادغام و توسعه مداوم فناوری‌های نوظهور مانند هوش مصنوعی، 5G و اینترنت اشیا، تحول دیجیتال جهانی در حال شتاب گرفتن است که منجر به توسعه صنعت نیمه‌هادی شده است. فناوری صنعت نیمه‌هادی، به عنوان ستون فقرات اقتصاد آینده، یکی پس از دیگری پیشرفت‌های بزرگی را به ارمغان آورده است.

مسیرهای جدید در دوران پس از مور

از زمان توسعه قانون مور، این قانون به حد نهایی فیزیکی خود رسیده و عملکرد و مصرف برق تراشه با تنگناهایی مواجه شده است. از سوی دیگر، ابزارهای فنی و هزینه‌های اقتصادی نیز از عواملی هستند که توسعه قانون مور را محدود می‌کنند. وو هان‌مینگ، عضو آکادمی مهندسی چین و رئیس دانشکده میکرو-نانو الکترونیک در دانشگاه ژجیانگ، گفت که در دوران پس از مور، توسعه فناوری صنعت نیمه‌هادی کند شده و فضای نوآوری و فرصت‌های جبران عقب‌ماندگی نیز گسترش یافته است. محاسبات با کارایی بالا، محاسبات موبایل و حسگرهای خودکار به مسیرهای محرک توسعه فناوری تراشه تبدیل شده‌اند. به منظور بهبود PPAC تراشه (عملکرد، توان، مساحت، هزینه)، تراشه با سه چالش عمده در فرآیند تولید روبرو خواهد شد.

اولین مورد، گرافیک دقیق است. فرآیندی که دستگاه فوتولیتوگرافی به عنوان تجهیزات اصلی آن در حال حاضر عمدتاً از طول موج ۱۹۳ نانومتر برای تشکیل الگوهای ۲۰ نانومتری و ۳۰ نانومتری استفاده می‌کند که از نظر فنی بسیار دشوار است.

مورد دوم، مواد جدید است. بهبود عملکرد حاصل از کوچک‌سازی محدود است و برای پشتیبانی از الزامات عملکردی رو به رشد، باید به دنبال مواد جدید بود. مواد جدید و فرآیندهای جدید، موضوعات اصلی تولید تراشه مدار مجتمع هستند.

سوم، بهبود نرخ بازده است. بازده، استانداردی برای آزمایش این است که آیا یک فرآیند واقعاً بالغ است یا خیر، و همچنین سخت‌ترین چالشی است که شرکت‌های تولیدکننده تراشه با آن مواجه هستند.

به گفته مائو جونفا، عضو آکادمی علوم چین، عضو کمیته دائمی کمیته حزب و معاون رئیس دانشگاه شانگهای جیائو تونگ، دو مسیر توسعه آینده برای تراشه‌های نیمه‌هادی وجود دارد. یکی ادامه قانون مور و دیگری دور زدن قانون مور است. راه‌های زیادی برای دور زدن قانون مور وجود دارد و ادغام ناهمگن یکی از آنهاست.

ادغام ناهمگن می‌تواند مزایای مواد، فرآیندها، ساختارها و اجزا یا تراشه‌های نیمه‌هادی مختلف را ادغام کند و به عملکردهای قدرتمند و پیچیده‌ای با عملکرد جامع عالی، شکستن محدودیت‌های عملکرد یک فرآیند نیمه‌هادی واحد، دست یابد و از مزایای انعطاف‌پذیری عالی، قابلیت اطمینان بالا و چرخه تحقیق و توسعه کوتاه برخوردار باشد. مائو جونفا گفت که تحقیق در مورد ادغام ناهمگن از اهمیت بالایی برخوردار است. توسعه مدارهای مجتمع از یک فرآیند همگن واحد به ادغام چندین فرآیند ناهمگن، از ادغام مسطح دو بعدی به ادغام سه‌بعدی و از بالا به پایین به پایین تغییر کرده است.

ژنگ لی، نایب رئیس انجمن صنایع نیمه‌هادی چین و مدیر و مدیرعامل شرکت فناوری چانگدیان، گفت که در دوران پس از مور، تراکم و ادغام تراشه‌ها پیچیده‌تر و پیچیده‌تر شده است و بسته‌بندی پیشرفته دیگر فقط «آب‌بندی» و «نصب» نیست، بلکه به سمت «ادغام» و «اتصال» حرکت می‌کند. غول‌های بین‌المللی مانند AMD، TSMC و اینتل به طور فعال در حال استقرار ادغام ناهمگن و توسعه فناوری‌های پشتیبان نیمه‌هادی برای دستیابی به ادغام بالای تراشه و اتصال بالا هستند.

با این حال، فرآیندهای تولید و فرآیندهای یکپارچه‌سازی اتصالات با چگالی بالا به تنهایی کافی نیستند. تولید ویفر و تولید محصول نهایی پس از آن باید در طول برنامه‌ریزی و طراحی اولیه تراشه به هم مرتبط شوند تا بازده تضمین شده و عملکرد بهبود یابد.

صنعت نیمه‌هادی در بحران

قانون مور رو به زوال است و فناوری تراشه‌های نیمه‌هادی نیاز مبرمی به نوآوری دارد. با این حال، بازار نیمه‌هادی‌ها با تغییرات بزرگی روبرو است که در یک قرن اخیر بی‌سابقه بوده است. در آغاز سال ۲۰۲۰، شیوع این بیماری همه‌گیر باعث کمبود تراشه در بازار جهانی نیمه‌هادی‌ها شد و بخش الکترونیک خودرو بیشترین آسیب را متحمل شد. تاکنون، شرکت‌های خودروسازی از جمله هیوندای، کیا، جنرال موتورز و فورد به دلیل کمبود عرضه تراشه، تولید خود را به حالت تعلیق درآورده‌اند و ضررهای بی‌شماری را به بار آورده‌اند.

طبق گزارش تحقیقاتی گلدمن ساکس، ۱۶۹ صنعت در سراسر جهان تا حدودی تحت تأثیر کمبود تراشه قرار گرفته‌اند، از لوازم الکترونیکی خودرو گرفته تا لوازم الکترونیکی مصرفی، و حتی به تولید صابون آبجو نیز سرایت کرده است. تأثیر کمبود تراشه نه تنها فروکش نکرده، بلکه تشدید نیز شده است.

لی کی، معاون رئیس شرکت مشاوره CCID، معتقد است که سه دلیل بیشتر برای کمبود تراشه وجود ندارد: عوامل تقاضای بازار، دلایل عرضه و مسائل مربوط به ارتباط عرضه و تقاضا. طبق آمار اندازه بازار، نرخ رشد بازار نیمه‌هادی در سال‌های ۲۰۱۰ و ۲۰۱۷ به ترتیب ۳۱.۹٪ و ۲۲٪ بوده است و در این دو سال هیچ کمبود اصلی در بازار نیمه‌هادی وجود نداشته است. بدیهی است که کمبود اصلی در سال ۲۰۲۰، رشد ناگهانی و انفجاری بازار و افزایش تقاضا نیست، بلکه مشکلی در عرضه و ارتباط بین عرضه و تقاضا است.

جو لانگ، معاون رئیس SEMI Global و رئیس جمهور چین، نیز گفت که کمبود هسته‌ها نشان‌دهنده‌ی ظرفیت تولید ناکافی است و وقتی ظرفیت تولید ناکافی فراگیر باشد، این کمبود فراگیر می‌شود. از گره‌های پیشرفته گرفته تا مواد و حتی زیرلایه‌های حیاتی برای بسته‌بندی و آزمایش، نگرانی‌هایی در مورد کمبود هسته‌ها وجود داشته است. صحبت از کمبود هسته‌های خودرو به تنهایی، علاوه بر تقاضای بالا و ظرفیت تولید ناکافی، فقدان قابلیت‌های مدیریت زنجیره تأمین شرکت‌های خودروسازی نیز یکی از دلایل وضعیت فعلی «کمبود هسته» است.

تولیدکنندگان بالادستی و پایین‌دستی در کل زنجیره صنعت، از تولید تراشه، بسته‌بندی و آزمایش، طراحی گرفته تا خودرو، شبکه، لوازم الکترونیکی مصرفی و غیره، تحت تأثیر کمبود تراشه قرار گرفته‌اند و اقداماتی را انجام داده‌اند. تولیدکنندگان پیشرو مانند TSMC، سامسونگ، تگزاس اینسترومنتس و SMIC به طور فعال ظرفیت تولید را گسترش می‌دهند و به دنبال پیشرفت‌های جدید هستند. AMD و سایر کارخانه‌های بدون کارخانه و شرکت‌های خودروسازی پایین‌دستی نیز به طور فعال به دنبال همکاری برای تضمین تأمین ظرفیت تولید هستند.

طبق بسیاری از نظرات در صنعت، کمبود تراشه به مدت یک تا دو سال ادامه خواهد داشت. بازارهای بالادستی و پایین‌دستی در حال افزایش قیمت‌ها هستند و تراشه‌ها هنوز در وضعیت قابل عرضه به بازار اما بی‌قیمت هستند. برای شرکت‌های کوچک و متوسط، سال ۲۰۲۰ قطعاً سال سختی خواهد بود. تولیدکنندگان پیشرو نیز فوراً باید تغییراتی را برای سازگاری با روندهای جدید توسعه بازار ایجاد کنند.

جستجوی توسعه از طریق نوآوری و تغییر

بر اساس پیش‌بینی‌های موسسات مختلف، مقیاس بازار نیمه‌هادی‌ها در سال ۲۰۲۱ اساساً «افزایش، افزایش، افزایش» خواهد داشت. انتظار می‌رود که در سال ۲۰۲۱ نرخ رشدی بین ۱۵ تا ۲۰ درصد وجود داشته باشد و اندازه بازار از ۵۰۰ میلیارد دلار آمریکا فراتر رود و به یک نقطه عطف جدید برسد.

از سال ۲۰۲۰، بر اساس تقاضای بازار، شرکت‌های زنجیره صنعت نیمه‌هادی جهانی، طرح‌های خود را برای مقابله با تغییرات و جستجوی توسعه، ارتقا داده‌اند. کارخانه‌های تولید ویفر ۱۲ اینچی، به رهبری تایوان و کره جنوبی، دائماً در حال گسترش هستند و ظرفیت تولید ویفر ۸ اینچی چین نیز همچنان در حال افزایش است. تولیدکنندگان دستگاه‌های نیمه‌هادی همچنان به افزایش سرمایه‌گذاری و افزایش سرمایه تحقیق و توسعه ادامه می‌دهند. سامسونگ، اینتل و سایر تولیدکنندگان در حال افزایش سرمایه‌گذاری و گسترش کارخانه‌های تراشه در سراسر جهان هستند.

با توجه به وضعیت فعلی بازار، این موضوع هم یک فرصت و هم یک چالش برای تولیدکنندگان داخلی است. در سال ۲۰۲۰، اندازه بازار صنعت تولید تراشه کشور من ۲۵۶ میلیارد دلار و اندازه بازار بسته‌بندی و آزمایش ۲۵۰.۹ میلیارد دلار است. این بدان معناست که صنعت تولید تراشه چین برای اولین بار در تاریخ از صنعت بسته‌بندی و آزمایش پیشی گرفته است و ساختار صنعت نیمه‌هادی داخلی همچنان در حال بهینه‌سازی است. توسعه سریع صنعت تولید تراشه به شدت از توسعه صنعت مدارهای مجتمع چین پشتیبانی کرده و همچنین تضمین محکمی برای امنیت زنجیره تأمین و زنجیره صنعتی فراهم کرده است.

مسیرهای جدیدی مانند 5G، هوش مصنوعی و رانندگی خودران در بازار ادغام شده‌اند. مواد نیمه‌هادی، فناوری‌ها و فرآیندها نیز به سرعت در حال به‌روزرسانی و تکرار هستند. در آینده، ساختار بازار دوباره ادغام خواهد شد. لی کی گفت که شرکت‌ها در کل زنجیره صنعت باید درک روشنی از روندهای آینده بازار داشته باشند و به طور فعال به دنبال فرصت‌های جدید باشند.

خلاصه کردن

صنعت نیمه‌هادی جهانی در دوره بحرانی ارتقاءهای مکرر قرار دارد. فناوری‌های جدید و زمینه‌های جدید دائماً در حال شتاب بخشیدن به گسترش هستند. عوامل کلیدی مانند عرضه و تقاضا، بازسازی زنجیره صنعتی را بیشتر ترویج می‌دهند. ریسک‌ها و فرصت‌ها در بازار جهانی در کنار هم وجود دارند. در چند سال گذشته، موضوع جایگزینی بومی‌سازی همچنان داغ بوده است. سال 2021 اولین سال از چهاردهمین برنامه پنج ساله است. هر بنگاه اقتصادی باید خود را به عنوان نهاد اصلی برای هدایت بهینه‌سازی طرح صنعتی، تکرار نوآوری‌های فناوری، تثبیت قدرت سخت فنی و پشتیبانی از اجرای برنامه‌های داخلی در نظر بگیرد.

سلب مسئولیت: این مقاله از "TechSugar" بازنشر شده است. این مقاله فقط بیانگر دیدگاه‌های شخصی نویسنده است و بیانگر دیدگاه‌های Sacco Micro و صنعت نیست. این مقاله فقط برای چاپ مجدد و به اشتراک گذاری جهت حمایت از حفاظت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً منبع اصلی و نویسنده را برای چاپ مجدد ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه نقض، لطفاً برای حذف آن با ما تماس بگیرید.

شماره تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی

QQ: 332496225 مدیر کیو

آدرس: اتاق ۸۰۹، ساختمان C، ساختمان فناوری ژانتائو، پلاک ۱۰۷۹ خیابان مینزی، منطقه جدید لونگهوا، شنژن