Depuis 2020, la valeur de la production mondiale des fonderies de plaquettes est entrée dans un état de développement vigoureux. Il ressort de la figure 1 que son taux de croissance annuel a atteint 24 %. Le taux de croissance annuel en 2021 atteindra 22.4 %, ce qui représente également un niveau de croissance élevé. Cette année, la valeur de production de l'ensemble de la fonderie de plaquettes dépassera officiellement la barre des 100 milliards de dollars. TrendForce prévoit que le taux de croissance annuel en 2022 sera de 13.3 %. Il y a deux clés pour stimuler à nouveau la croissance en 2022 : l’une est la nouvelle capacité de production et l’autre est l’augmentation des prix.

Figure 1 : Valeur estimée de la production mondiale de la fonderie

En 2021, plusieurs fonderies ont lancé des plans d'expansion de leur production. En 2022, on prévoit la création de 12 nouvelles fonderies de plaquettes (voir figure 2). Parmi elles, Taïwan et la Chine, sous l'impulsion de TSMC, concentrent la totalité des fonderies de plaquettes. En termes de valeur de production, Taïwan représente environ 60 % et sa capacité de production 50 %, ce qui signifie que la plupart des procédés de fabrication avancés, relativement coûteux, sont encore réalisés à Taïwan. Un autre point mérite d'être souligné : la figure 2 montre qu'en 2022, la part de marché de Taïwan devrait légèrement diminuer de 1 %, tandis que celle de la Chine continentale devrait augmenter de 2 %. L'essentiel de cette augmentation de capacité de production est concentré dans l'usine de Nanjing, en Chine continentale. Cependant, TSMC reste fidèle à Taïwan.

Figure 2 : Nouveaux emplacements de fabrication des principales fonderies

En termes de processus avancé, tout le monde est plus préoccupé par le processus 3 nm lancé par TSMC et Samsung. TSMC utilise toujours l'architecture FinFEX. Les produits 3 nm commercialisés par Samsung sont basés sur l'architecture GAA, qui est également la seule entreprise du secteur à avoir importé cette architecture. TSMC représente près de 70 % du marché des processus avancés et Samsung environ 30 %. La plupart des projets d'expansion de ces deux sociétés cette année sont toujours concentrés sur les parties 5 nm et 4 nm. L'année prochaine, ces deux sociétés seront concentrées. dans le processus 3 nm.

Figure 3 : Développement de processus de semi-conducteurs

La capacité de la fonderie est pleinement chargée, les tranches de 8 pouces seront plus serrées que celles de 12 pouces en 2022

En 2021, le taux d'utilisation des capacités des fonderies de 8 et 12 pouces atteint 95 à 100 %, et ce signe se poursuivra jusqu'en 2022.

Selon les données partagées par TRENDFORCE, les fonderies de plaquettes de 12 pouces ont répertorié TSMC, Samsung, UMC et SMIC. D'après la ligne pointillée de la figure 4, on peut voir qu'il y aura une légère tendance à la baisse au cours du second semestre 2022. , a déclaré Qiao An, en fait, ce n'est pas une mauvaise demande, la raison principale est qu'il y en a de nouvelles capacités de production ou de nouvelles usines commencent à ouvrir des capacités de production les unes après les autres, et le dénominateur devient plus grand lorsque le volume de tournage ne suit pas rapidement. , le taux d'utilisation baissera un peu et nous pensons actuellement que le taux d'utilisation global restera supérieur à 95 %.

Figure 4 : Utilisation de la capacité d'une fonderie majeure de 12 pouces

D'après la figure 5, la baisse de la capacité de fonderie de 8 pouces n'est pas si évidente, principalement parce que le taux de croissance de la capacité de fonderie de 8 pouces est relativement limité, que la croissance de la demande est supérieure à l'offre et que la situation tendue sera plus grave que celle de 12 pouces. . Du côté de la demande, la plupart des circuits intégrés liés à la gestion de l'énergie utilisés dans les téléphones mobiles 5G et les véhicules électriques sont fabriqués dans des usines de 8 pouces, mais la plupart des équipements des fonderies de plaquettes de 8 pouces sont plus chers, mais les plaquettes de 8 pouces sont cher. Le prix des usines de 8 pouces est relativement bon marché, ce qui entraîne l'expansion d'usines de 8 pouces qui ne sont pas rentables. Au contraire, en raison d’une demande en plein essor, la pénurie de capacité de production de 8 pouces est plus grave que celle des usines de production de 12 pouces.

Figure 5 : Utilisation de la capacité d'une fonderie majeure de 8 pouces

Il ressort clairement de la figure 6 que le taux de croissance annuel composé sur 5 ans de la capacité des tranches de 8 pouces n'est que de 3 % et que la pente de son taux de croissance annuel est nettement inférieure à celle des usines de fabrication de 12 pouces. 12 pouces, c'est serré. Poussée par la pénurie, l'usine de 12 pouces a connu un taux de croissance annuel de 12 %. Il est entendu que de 2021 à 2023, entre 100 200 et XNUMX XNUMX nouvelles capacités de production seront ouvertes chaque année.

Figure 6 : TCAC 2019-2023F de la capacité des 10 principales fonderies

Plan d'expansion des capacités de processus 2022 : 40 nm et 28 nm sont les points clés

Qiao An a souligné : « En 2021, dans le plan d'expansion de la capacité de chaque processus, la plupart des nouveaux produits sont concentrés dans la partie 90 nm, 65 nm ou 55 nm, et la nouvelle capacité de production peut atteindre 80 90, mais la raison de la poursuite l'étanchéité cette année est celle de 65 nm, 55 nm, 40 nm. Les produits qui peuvent être fabriqués peuvent être légèrement allégés et l'accent est mis sur 28 nm ou 40 nm. Par exemple, les produits Wi-Fi axés sur les processus 28 nm et XNUMX nm sont toujours dans un état serré. .»

Figure 7 : Plan d'expansion de la capacité 2021F pour chaque processus

"Mais en 2022, dans l'encadré rouge, la nouvelle capacité de production de l'année prochaine sera principalement concentrée dans les pièces de 40 nm et 28 nm, nous pensons donc que l'ouverture de ces nouvelles capacités de production l'année prochaine entraînera une pénurie sur le marché de la fonderie de plaquettes. conditions. Venez chercher des signes apaisants.

Figure 8 : Plan d’expansion des capacités 2022F pour chaque processus

90 nm, 65 nm et 55 nm sont les principales extensions de capacité cette année, et 40 nm et 28 nm sont le principal support pour l'expansion de l'année prochaine. Par conséquent, on peut comprendre que le fournisseur actuel de 1Xnm est très peu nombreux. Après être entrée dans 1Xnm, la structure du transistor est entrée dans la structure FinFEX, le coût d'expansion est donc relativement élevé. Actuellement, seules TSMC, Samsung et d’autres sociétés n’envisagent pas d’augmenter leur production au cours des prochaines années. À mesure que le taux de pénétration des téléphones mobiles 5G augmente d'année en année, la demande de puces 1Xnm augmentera également beaucoup, et la demande de Wi-Fi, etc. augmente également d'année en année, ce qui pourrait provoquer le processus de goulot d'étranglement de 1Xnm dans 2022 et 2023.

Figure 9 : Composants semi-conducteurs fabriqués selon un processus de fonderie de 12 pouces

Pourquoi le processus 28 nm est-il si important ?

Qiao An a souligné que non seulement l'année prochaine, mais même après 2023, la capacité de production de 28 nm sera progressivement augmentée. Pourquoi le processus 28 nm est-il si important ?

Comme le montre la figure 10, le 28 nm est le procédé le plus avancé de l'architecture MOSFET (planaire). Comparé à l'architecture FinFET, c'est-à-dire après 1 nm, son coût est relativement faible. Le 28 nm est la dernière génération d'architecture MOSFET (planaire), capable d'offrir les performances suffisantes pour les puces requises par un grand nombre de produits IoT.

De plus, lorsque l'on entre en dessous de 40 nm, lorsque la plupart des fonderies de plaquettes ou des usines IDM augmentent leur production, le coût est également relativement élevé. S'ils n'ont pas suffisamment de clients pour soutenir le fonctionnement de ces usines, cela entraînera probablement des pertes. Ainsi, après être entrées en dessous de 40 nm, de nombreuses usines IDM ont successivement sous-traité certains produits à ces fonderies de plaquettes pour la fabrication. En conséquence, la plupart des fonderies de plaquettes souhaitent activement augmenter la capacité de production de 40 nm/28 nm.

Figure 10 : L'importance du 28 nm

2022 marquera-t-elle la fin de la pénurie de puces ?

Selon les données de TRENDFORCE, la demande du marché pour les produits finis semi-conducteurs en 2020 sera forte. Comme le montre la figure 4, outre la télévision, qui a connu une croissance négative de 1.8 %, les consoles de jeux, les ordinateurs portables, les appareils portables, les automobiles, les moniteurs, les serveurs et les smartphones affichent une croissance rapide. En fait, le principal moteur est que la nouvelle épidémie de couronne a entraîné diverses demandes, en particulier la croissance positive des consoles de jeux, des ordinateurs portables et des appareils portables pouvant atteindre 35 %, 16.5 % et 11.1 %. En 2022, cette demande liée à l’épidémie entrera dans un état de faiblesse. Qiao An, analyste au département de recherche sur les semi-conducteurs de TrendForce, a souligné qu'il convient de noter que les « changements dans la gamme de produits » sont l'un des principaux moteurs du développement de la demande de semi-conducteurs, comme les téléphones mobiles 4G vers les téléphones mobiles 5G, les voitures traditionnelles. aux véhicules électriques et à d'autres produits Les changements de combinaison, les changements de mix de produits doubleront le nombre de puces utilisées, par exemple, un téléviseur de plus grande taille nécessite une résolution plus élevée, ce qui nécessite plus de puces.

Figure 11 : Aperçu de la demande de semi-conducteurs

Qiao An, analyste au département de recherche sur les semi-conducteurs de TrendForce, a déclaré que la principale raison de la pénurie de puces est le taux de pénétration des téléphones mobiles 5G, qui a continué de se développer depuis le second semestre 2019. Après le début de 2020, cela s'est produit pour faire face à la nouvelle épidémie de couronne et à la géopolitique. et d'autres facteurs connexes, ces trois facteurs entraînent en fait deux mêmes résultats, l'un est l'augmentation de la demande de produits et le second est l'incertitude causée par la géopolitique ou l'épidémie, comme la fermeture de la ville et du pays. Et ainsi de suite, provoquant la rupture de la chaîne d’approvisionnement. Par conséquent, l'énergie cinétique de stockage de l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement sera perturbée et la plupart des chaînes d'approvisionnement devront établir un niveau de stocks relativement élevé afin de faire face au problème des ruptures de stock provoquées par la fermeture de la ville et du pays ou géopolitique, qui est la pénurie de biens à grande échelle. raison principale.

Quand verrons-nous la fin de la vague de pénurie de puces ? Cette année, la plupart des produits sont concentrés en 96 nm et 65 nm, et l'année prochaine formeront l'expansion de 40 nm et 28 nm. Ces processus apparaîtront dans la situation de relâchement de l’offre cette année et l’année prochaine. Cependant, l’augmentation de la capacité des tranches de 8 pouces est légèrement limitée. De plus, il existe relativement peu de fournisseurs de 1Xnm et il n’existe actuellement aucun plan d’expansion clair. 8 pouces et 5Xnm, et 12 nm, 16 nm ou 11 nm, 14 nm, pourraient devenir le processus de goulot d'étranglement l'année prochaine. Par conséquent, nous observons actuellement que dans l'ensemble de 2022, bien que les fonderies de plaquettes continuent d'ouvrir de nouvelles capacités de production dans certains processus, il peut y avoir des signes d'un léger soulagement, mais les processus de goulot d'étranglement de 8 pouces et 1X nm seront toujours L’ensemble de la chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs continuera d’être confronté à un problème de matériaux longs et courts. Par conséquent, du point de vue de l’ensemble du marché de la fonderie de plaquettes, la capacité de production sera toujours limitée en 2022.

Avertissement : cet article est reproduit à partir de « Electronic Engineering Album Auteur : Wu Qingzhen Amy Wu », cet article ne représente que les opinions personnelles de l'auteur, et non celles de Sacco Micro et de l'industrie, uniquement pour la réimpression et le partage, afin de soutenir la protection des droits de propriété intellectuelle. , veuillez réimprimer Indiquez la source originale et l'auteur. En cas d'infraction, veuillez nous contacter pour la supprimer.