תעשיית המוליכים למחצה העולמית נמצאת בתקופה קריטית של שדרוגים איטרטיביים. טכנולוגיות חדשות ותחומים חדשים מאיצים ללא הרף את ההתרחבות. גורמים מרכזיים כמו היצע וביקוש מקדמים עוד יותר את ארגון מחדש של שרשרת התעשייה. סיכונים והזדמנויות מתקיימים במקביל בשוק העולמי.

פיתוחה של כל תעשייה הוא בלתי נפרד מחדשנות. ניתן לומר שחדשנות היא הכוח המניע העיקרי של כל הטכנולוגיות החדשות. בהסתמך על חדשנות מתמשכת וחידושים טכנולוגיים, תעשיית המוליכים למחצה הפכה בהדרגה לתעשייה אסטרטגית ומובילה עם חדירת היישומים החזקה ביותר וההשפעה הרחבה ביותר בתעשייה.

בין ה-9 ל-11 ביוני, נערכו במרכז התערוכות הבינלאומי של נאנג'ינג כנס מוליכים למחצה העולמי 2021 ותערוכת מוליכים למחצה הבינלאומית של נאנג'ינג. תחת הנושא "חדשנות ושינוי, win-win עם הליבה", נדון במשותף בחדשנות ושיתוף פעולה, פיתוח ו-win-win בתעשיית המוליכים למחצה העולמית. (טיפ: תשובת הרקע "פורום חדשנותניתן להשיג חומרי נאום רלוונטיים לפורום החדשנות של כנס מוליכים למחצה עולמי זה, פרטים נוספים ניתן למצוא בסוף המאמר)

עם האינטגרציה והפיתוח המתמשכים של טכנולוגיות מתפתחות כמו בינה מלאכותית, 5G ואינטרנט של הדברים, הטרנספורמציה הדיגיטלית העולמית מואצת, מה שהוביל להתפתחות תעשיית המוליכים למחצה. כעמוד השדרה של הכלכלה העתידית, טכנולוגיית תעשיית המוליכים למחצה הביאה לפריצות דרך משמעותיות בזו אחר זו.

כיוונים חדשים בעידן שלאחר מור

מאז פיתוח חוק מור, הוא הגיע לגבול הפיזי, וביצועי השבבים וצריכת החשמל שלהם נתקלו בצווארי בקבוק. מצד שני, גם אמצעים טכניים ועלויות כלכליות הם גורמים המגבילים את התפתחות חוק מור. וו הנמינג, אקדמאי באקדמיה הסינית להנדסה ודיקן בית הספר לאלקטרוניקה מיקרו-ננו באוניברסיטת ג'ג'יאנג, אמר כי בעידן שלאחר חוק מור, ההתפתחות הטכנולוגית של תעשיית המוליכים למחצה הואטה, וגם מרחב החדשנות והזדמנויות ההשלמה התרחבו. מחשוב עתיר ביצועים, מחשוב נייד וחישה אוטונומית הפכו לכיוונים המניעים לפיתוח טכנולוגיית השבבים. על מנת לשפר את ביצועי השבבים (PPAC - performance, power, area, cost), השבב יעמוד בפני שלושה אתגרים עיקריים בתהליך הייצור.

הראשון הוא גרפיקה מדויקת. תהליך עם מכונת פוטוליתוגרפיה כציוד העיקרי שלו משתמש כיום בעיקר באורך גל של 193 ננומטר כדי ליצור תבניות של 20 ננומטר ו-30 ננומטר, דבר שקשה מאוד מבחינה טכנית.

השני הוא חומרים חדשים. שיפור הביצועים שמביא צמצום הגודל מוגבל, ויש לחפש חומרים חדשים כדי לתמוך בדרישות הביצועים הגוברות. חומרים חדשים ותהליכים חדשים הם הנושאים העיקריים של ייצור שבבי מעגלים משולבים.

השלישי הוא שיפור שיעור התפוקה. תפוקה היא הסטנדרט לבדיקת האם תהליך באמת בוגר, וזהו גם האתגר הקשה ביותר העומד בפני חברות ייצור שבבים.

לדברי מאו ג'ונפה, אקדמאי באקדמיה הסינית למדעים, חבר בוועדה הקבועה של ועדת המפלגה וסגן נשיא אוניברסיטת ג'יאו טונג בשנגחאי, ישנם שני מסלולי פיתוח עתידיים עבור שבבי מוליכים למחצה. האחד הוא להמשיך את חוק מור, והשני הוא לעקוף את חוק מור. ישנן דרכים רבות לעקוף את חוק מור, ואינטגרציה הטרוגנית היא אחת מהן.

אינטגרציה הטרוגנית יכולה לשלב את היתרונות של חומרי מוליכים למחצה, תהליכים, מבנים, רכיבים או שבבים שונים, ויכולה להשיג פונקציות עוצמתיות ומורכבות, עם ביצועים מקיפים מצוינים, פורצת את גבולות הביצועים של תהליך מוליך למחצה יחיד, ויש לה יתרונות של גמישות רבה, אמינות גבוהה ומחזור מחקר ופיתוח קצר. מאו ג'ונפה אמר כי למחקר על אינטגרציה הטרוגנית יש משמעות רבה. פיתוח המעגלים המשולבים עבר מתהליך הומוגני יחיד לאינטגרציה של תהליכים הטרוגניים מרובים, מאינטגרציה מישורית דו-ממדית לאינטגרציה תלת-ממדית, ומ-TOP-DOWN ל-BOTTOM-UP.

ג'נג לי, סגן יו"ר איגוד תעשיית המוליכים למחצה של סין ודירקטור ומנכ"ל Changdian Technology, אמר כי בעידן שלאחר מור, הצפיפות והאינטגרציה של שבבים הפכו מורכבות יותר ויותר, ואריזה מתקדמת כבר אינה רק "איטום" ו"התקנה", אלא נעה לעבר "אינטגרציה" ו"חיבור". ענקיות בינלאומיות כמו AMD, TSMC ואינטל פורסות באופן פעיל אינטגרציה הטרוגנית ומפתחות טכנולוגיות back-end של מוליכים למחצה כדי להשיג אינטגרציה גבוהה של שבבים וחיבוריות גבוהה.

עם זאת, תהליכי ייצור ותהליכי אינטגרציה של חיבורים בצפיפות גבוהה לבדם אינם מספיקים. ייצור פרוסות סיליקון וייצור המוצר המוגמר לאחר מכן חייבים להיות מקושרים במהלך תכנון ועיצוב מוקדם של השבבים כדי להבטיח תפוקה ולשפר את הביצועים.

תעשיית המוליכים למחצה במשבר

חוק מור בירידה, וטכנולוגיית שבבי המוליכים למחצה זקוקה בדחיפות לחדשנות. עם זאת, שוק המוליכים למחצה עומד בפני שינויים גדולים שלא נראו במאה שנה. בתחילת 2020, התפרצות המגפה גרמה למחסור בשבבים שסחף את שוק המוליכים למחצה העולמי, כאשר האלקטרוניקה לרכב נשאה בעיקר את הנטל. עד כה, חברות רכב, כולל יונדאי, קיה, ג'נרל מוטורס ופורד, השעו את הייצור עקב היצע שבבים לא מספק, וגרמו להפסדים רבים.

על פי דו"ח מחקר של גולדמן זאקס, עד 169 תעשיות ברחבי העולם הושפעו במידה מסוימת ממחסור השבבים, החל מאלקטרוניקה לרכב ועד מוצרי אלקטרוניקה צרכנית, ואף התפשטו לייצור סבון בירה. השפעת המחסור בשבבים לא שככה, אלא התעצמה.

לי קה, סגן נשיא CCID Consulting Co., Ltd., סבור כי אין יותר משלוש סיבות למחסור בשבבים: גורמי ביקוש בשוק, סיבות להיצע ובעיות בקשר בין היצע לביקוש. על פי נתוני גודל השוק, קצב הצמיחה של שוק המוליכים למחצה היה גבוה של 31.9% ו-22% בשנים 2010 ו-2017, ולא היה מחסור בליבת שבבים בשוק המוליכים למחצה בשנתיים אלו. ברור שמחסור הליבה בשנת 2020 אינו צמיחה פתאומית נפיצה של השוק והגברת הביקוש, אלא בעיה בהיצע ובקשר בין היצע לביקוש.

סגן נשיא SEMI העולמי ונשיא סין, ג'ו לונג, אמר גם כי המחסור בליבות משקף כושר ייצור לא מספק, וכאשר כושר ייצור לא מספק הוא מקיף. החל מצמתים מתקדמים ועד לחומרים, ואפילו מצעים קריטיים לאריזה ובדיקות, קיימת פאניקה לגבי מחסור בליבות. אם מדברים על מחסור בליבות רכב בלבד, בנוסף לביקוש חזק וקיבולת ייצור לא מספקת, היעדר יכולות ניהול שרשרת האספקה ​​של חברות רכב הוא גם אחת הסיבות למצב "מחסור הליבות" הנוכחי.

יצרנים במעלה ובמורד הזרם בכל שרשרת התעשייה, החל מייצור שבבים, אריזה ובדיקות, עיצוב ועד לרכבים, רשתות, מוצרי אלקטרוניקה וכו', הושפעו ממחסור בשבבים ונקטו פעולה. יצרנים מובילים כמו TSMC, סמסונג, טקסס אינסטרומנטס ו-SMIC מרחיבים באופן פעיל את כושר הייצור ומחפשים פריצות דרך חדשות. AMD ומפעלים אחרים ללא ייצור וחברות רכב במורד הזרם מחפשים גם הם באופן פעיל שיתוף פעולה כדי להבטיח אספקת כושר ייצור.

על פי הערות רבות בתעשייה, המחסור בשבבים יימשך שנה עד שנתיים. שוקי העלייה והירידה מעלה את מחירי השוק, והשבבים עדיין במצב שיווקי אך יקר ערך. עבור עסקים קטנים ובינוניים, 2020 צפויה להיות שנה קשה. יצרנים מובילים צריכים גם הם לבצע שינויים בדחיפות כדי להסתגל למגמות הפיתוח החדשות של השוק.

חיפוש אחר פיתוח באמצעות חדשנות ושינוי

בהתבסס על תחזיות של מוסדות שונים, היקף שוק המוליכים למחצה בשנת 2021 ימשיך לעלות, לעלות, לעלות. צפוי קצב צמיחה של 15% עד 20% בשנת 2021, וגודל השוק יעלה על 500 מיליארד דולר, ויגיע לאבן דרך חדשה.

מאז 2020, בהתבסס על ביקוש השוק, חברות בשרשרת תעשיית המוליכים למחצה העולמית משפרות את הפריסה שלהן כדי להתמודד עם שינויים ולחפש פיתוח. מפעלי פרוסות 12 אינץ', בהובלת טייוואן ודרום קוריאה, מתרחבים כל הזמן, וגם כושר הייצור של 8 אינץ' בסין ממשיך לגדול. יצרני התקני מוליכים למחצה ממשיכים להגדיל את ההשקעות ולהגדיל את הון המחקר והפיתוח. סמסונג, אינטל ויצרנים אחרים מגדילים את ההשקעות ומרחיבים מפעלי שבבים ברחבי העולם.

לנוכח מצב השוק הנוכחי, מדובר גם בהזדמנות וגם באתגר עבור יצרנים מקומיים. בשנת 2020, גודל השוק של תעשיית ייצור השבבים במדינה שלי הוא 256 מיליארד, וגודל שוק האריזה והבדיקה הוא 250.9 מיליארד. משמעות הדבר היא שתעשיית ייצור השבבים בסין עקפה את תעשיית האריזה והבדיקה בפעם הראשונה בהיסטוריה, ומבנה תעשיית המוליכים למחצה המקומית ממשיך להיות אופטימלי. ההתפתחות המהירה של תעשיית ייצור השבבים תמכה רבות בפיתוח תעשיית המעגלים המשולבים של סין וגם סיפקה ערובה איתנה לאבטחת שרשרת האספקה ​​​​ושרשרת התעשייתית.

מסלולים חדשים כמו 5G, בינה מלאכותית ונהיגה אוטונומית משולבים בשוק. חומרים, טכנולוגיות ותהליכים של מוליכים למחצה גם הם מתעדכנים ומשתנים במהירות. בעתיד, מבנה השוק ישולב מחדש. לי קה אמר כי ארגונים בכל שרשרת התעשייה צריכים להיות בעלי הבנה ברורה של מגמות שוק עתידיות ולחפש באופן יזום הזדמנויות חדשות.

לסכם

תעשיית המוליכים למחצה העולמית נמצאת בתקופה קריטית של שדרוגים איטרטיביים. טכנולוגיות חדשות ותחומים חדשים מאיצים ללא הרף את ההתרחבות. גורמים מרכזיים כמו היצע וביקוש מקדמים עוד יותר את ארגון מחדש של שרשרת התעשייה. סיכונים והזדמנויות מתקיימים במקביל בשוק העולמי. בשנים האחרונות, נושא החלפת הלוקליזציה המשיך להיות חם. 2021 היא השנה הראשונה של תוכנית החומש ה-14. כל ארגון צריך לקחת את עצמו כגוף העיקרי להנחיית אופטימיזציה של הפריסה התעשייתית, איטרציה של חדשנות טכנולוגית, איחוד כוח טכני ותמיכת יישום של יישומים מקומיים.

הצהרת אחריות: מאמר זה הודפס מחדש מ-"TechSugar". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר ואינו מייצג את דעותיה של Sacco Micro והתעשייה. הוא מיועד להדפסה מחדש ושיתוף בלבד לתמיכה בהגנה על זכויות קניין רוחני. אנא ציינו את המקור המקורי ואת המחבר לצורך הדפסה מחדש. אם ישנה הפרה כלשהי, אנא צרו עמנו קשר כדי למחוק אותה.

מספר טלפון של החברה: 86-0755-83044319+
פקס/פקס: 86-0755-83975897+
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 מנהל לי

QQ: 332496225 מנהל Qiu

כתובת: חדר 809, בניין C, בניין הטכנולוגיה ז'אנטאו, שדרת מינגז'י מס' 1079, רובע לונגהואה החדש, שנזן