מאז 2020, ערך הפלט העולמי של יציקת פרוסות נכנס למצב של פיתוח נמרץ. ניתן לראות מתרשים 1 שקצב הצמיחה השנתי שלה הגיע ל-24%. קצב הצמיחה השנתי ב-2021 יגיע ל-22.4%, שגם זו רמת צמיחה גבוהה. השנה, ערך התפוקה של מפעל היציקה כולו יעלה באופן רשמי את רף ה-100 מיליארד דולר. TrendForce צופה כי קצב הצמיחה השנתי ב-2022 יהיה 13.3%. ישנם שני מפתחות להנעת הצמיחה שוב בשנת 2022, האחד הוא כושר הייצור החדש שנפתח, והשני הוא עליית המחירים.

איור 1: ערך תפוקה גלובלי משוער של יציקה

בשנת 2021, מפעלים שונים השיקו תוכניות להרחבת הייצור. בשנת 2022, צפוי שיהיו 12 בתי יציקה חדשים לייצור ופלים (ראה איור 2). ביניהם, טייוואן וסין, בהובלת TSMC, כל בית הייצור של ופלים. מנקודת מבט של ערך התפוקה, ערך התפוקה של טייוואן הוא כ-60%, ויכולת הייצור מהווה 50%, מה שאומר שרוב תהליכי הייצור המתקדמים היקרים יחסית עדיין מיוצרים באזור. ישנה נקודה נוספת שכדאי לשים לב אליה. ניתן לראות מאיור 2 כי בשנת 2022, נתח השוק של בתי היציקה בטייוואן נראה כצפוי לרדת מעט ב-1%, וסין היבשתית תגדל ב-2%. רוב כושר הייצור המוגדל מרוכז במפעל נאנג'ינג בסין היבשתית. עם זאת, TSMC עדיין מתמקדת בטייוואן.

איור 2: מיקומי יציקה גדולים חדשים

במונחים של תהליך מתקדם, כולם מודאגים יותר מתהליך ה-3nm שהשיקו TSMC וסמסונג. TSMC עדיין משתמש בארכיטקטורת FinFEX. מוצרי ה-3nm שהוציאה סמסונג מבוססים על ארכיטקטורת GAA, שהיא גם החברה היחידה בתעשייה שייבאה את הארכיטקטורה הזו. TSMC מהווה כמעט 70% משוק התהליכים המתקדמים, וסמסונג אחראית לכ-30%. רוב תוכניות ההתרחבות של שתי החברות הללו השנה עדיין מרוכזות בחלקים של 5nm ו-4nm. בשנה הבאה ירוכזו שתי החברות הללו. בתהליך 3nm.

איור 3: פיתוח תהליך מוליכים למחצה

קיבולת היציקה עמוסה במלואה, ופלים בגודל 8 אינץ' יהיו הדוקים יותר מפרוסות 12 אינץ' בשנת 2022

בשנת 2021, שיעור ניצול הקיבולת של מפעלי יציקה בגודל 8 אינץ' ו-12 אינץ' גבוה עד 95-100%, והסימן הזה יימשך לתוך 2022.

על פי הנתונים שחולקו על ידי TRENDFORCE, מפעלי היציקה של פרוסות 12 אינץ' רשמו את TSMC, Samsung, UMC ו-SMIC. מהקו המקווקו באיור 4, ניתן לראות שתהיה מגמת ירידה קלה במחצית השנייה של 2022. , אמר קיאו אן, למעשה, זו דרישה לא רעה, הסיבה העיקרית היא שיש כמה כושר ייצור חדש או מפעלים חדשים מתחילים לפתוח כושר ייצור בזה אחר זה, והמכנה הופך גדול יותר כאשר נפח הצילומים לא עומד בקצב מהיר. , שיעור הניצול יירד מעט, וכרגע אנו מאמינים ששיעור הניצול כולו יישאר מעל 95%.

איור 4: ניצול קיבולת יציקה גדולה בגודל 12 אינץ'

מאיור 5, הירידה בקיבולת היציקה של 8 אינץ' אינה ברורה כל כך, בעיקר בגלל שקצב הצמיחה של קיבולת 8 אינץ' מוגבל יחסית, גידול הביקוש גדול מההיצע, והמצב ההדוק יהיה חמור יותר מ-12 אינץ'. . בצד הביקוש, רוב ה-ICs הקשורים לניהול צריכת החשמל המשמשים בטלפונים ניידים 5G ורכבים חשמליים מיוצרים במפעלי 8 אינץ', אך רוב הציוד במפעלי יציקות 8 אינץ' יקר יותר, אך פרוסות בגודל 8 אינץ'. יָקָר. המחיר של פאבים בגודל 8 אינץ' זול יחסית, מה שמביא להתרחבות של פאבים בגודל 8 אינץ' שאינם חסכוניים. להיפך, מונע על ידי הביקוש הגואה, המחסור בקיבולת של 8 אינץ' חמור יותר מזה של 12 אינצ'ים.

איור 5: ניצול קיבולת יציקה גדולה בגודל 8 אינץ'

ברור מאיור 6 שקצב הגידול השנתי המורכב של 5 שנים של קיבולת פרוסות בגודל 8 אינץ' הוא רק 3%, ושיפוע קצב הגידול השנתי שלה קטן משמעותית מזה של 12 אינצ'ים. 12 אינץ' זה הדוק. מונע ממחסור, המפעל בגודל 12 אינץ' ראה שיעור צמיחה שנתי של 12%. מובן כי מ-2021 עד 2023, 100K עד 200K של כושר ייצור חדש ייפתח מדי שנה.

איור 6: CAGR 2019-2023F של 10 קיבולת היציקה המובילה

תוכנית הרחבת קיבולת התהליך לשנת 2022: 40 ננומטר ו-28 ננומטר הם נקודות המפתח

Qiao An ציין, "בשנת 2021, בתוכנית הרחבת הקיבולת של כל תהליך, רוב המוצרים החדשים מרוכזים בחלק של 90nm, 65nm או 55nm, וכושר הייצור החדש הוא עד 80K, אך הסיבה להמשך אטימות השנה היא ש-90nm, 65nm, 55nm המוצרים שניתן לייצר עשויים להיות מוקלים מעט, וההתמקדות היא על 40nm או 28nm. לדוגמה, מוצרי Wi-Fi המתמקדים בתהליכים 40nm ו-28nm עדיין נמצאים במצב הדוק. ."

איור 7: תוכנית הרחבת קיבולת 2021F עבור כל תהליך

"אבל כשמסתכלים על 2022, בקופסה האדומה, כושר הייצור החדש בשנה הבאה יתרכז בעיקר בחלקי ה-40nm ו-28nm, כך שאנו מאמינים שפתיחת כושר הייצור החדש הללו בשנה הבאה תביא למחסור בשוק יציקת פרוסות בוא לכמה סימנים מרגיעים."

איור 8: תוכנית הרחבת קיבולת 2022F עבור כל תהליך

90nm, 65nm ו-55nm הן הרחבות הקיבולת העיקריות השנה, ו-40nm ו-28nm הן התמיכה העיקרית בהרחבה בשנה הבאה. לכן, ניתן להבין שהספק הנוכחי של 1Xnm הוא מעט מאוד. לאחר כניסה ל-1Xnm, מבנה הטרנזיסטור נכנס למבנה FinFEX, כך שעלות ההרחבה גבוהה יחסית. נכון לעכשיו, רק ל-TSMC, סמסונג וחברות אחרות אין תוכניות להרחיב את הייצור בשנים הקרובות. ככל שקצב החדירה של טלפונים ניידים 5G עולה משנה לשנה, גם הביקוש לשבבי 1Xnm יגדל מאוד, וגם הביקוש ל-Wi-Fi וכו' גדל משנה לשנה, מה שעשוי לגרום לתהליך צוואר הבקבוק של 1Xnm ב 2022 ו-2023.

איור 9: רכיבי מוליכים למחצה המיוצרים בתהליך יציקה של 12 אינץ'

מדוע תהליך ה-28 ננומטר כל כך חשוב?

Qiao An ציין כי לא רק בשנה הבאה, אלא גם לאחר 2023, כושר הייצור של 28nm תוגדל בהדרגה. מדוע תהליך ה-28 ננומטר כל כך חשוב?

כפי שניתן לראות באיור 10, 28 ננומטר הוא התהליך המתקדם ביותר תחת ארכיטקטורת MOSFET (Planar). בהשוואה לארכיטקטורת FinFET, כלומר, לאחר 1Xnm, העלות יחסית זולה. 28 ננומטר נמצא בדור האחרון של ארכיטקטורת MOSFET (Planar), שיכול לספק ביצועים מספקים של שבבים הנדרשים עבור מספר רב של מוצרי IoT.

בנוסף, כשנכנסים מתחת ל-40nm, כאשר רוב מפעלי היציקה או מפעלי IDM מרחיבים את הייצור, גם העלות גדולה יחסית. אם אין להם מספיק לקוחות כדי לתמוך בתפעול של מפעלים אלה, סביר להניח שזה יגרום להפסדים, ולכן לאחר כניסה מתחת ל-40nm, מפעלי IDM רבים העבירו ברציפות כמה מוצרים למיקור חוץ למפעלי יציקות פרוסות אלה לייצור. כתוצאה מכך, רוב מפעלי היציקה של פרוסות רוצות באופן פעיל להרחיב את כושר הייצור של 40 ננומטר/28 ננומטר.

איור 10: החשיבות של 28 ננומטר

האם 2022 תהיה הסוף של המחסור בשבבים?

על פי נתוני TRENDFORCE, הביקוש בשוק למוצרי קצה מוליכים למחצה בשנת 2020 יהיה חזק. כפי שניתן לראות מאיור 4, בנוסף לטלוויזיה, שחוותה צמיחה שלילית של 1.8%, קונסולות משחקים, מחשבים ניידים, מכשירים לבישים, מכוניות, מסכים, שרתים, סמארטפונים מציגים צמיחה מהירה. למעשה, הכוח המניע העיקרי הוא שמגיפת הכתר החדשה הניעה דרישות שונות, במיוחד הצמיחה החיובית של קונסולות משחקים, מחשבים ניידים ומכשירים לבישים עד ל-35%, 16.5% ו-11.1%. בשנת 2022, הדרישה הקשורה למגיפה תיכנס למצב חלש. Qiao An, אנליסט במחלקת מחקר מוליכים למחצה של TrendForce, ציין כי ראוי לציין כי "שינויים בתמהיל המוצרים" הם אחד המניעים המרכזיים להתפתחות הביקוש למוליכים למחצה, כגון טלפונים ניידים 4G לטלפונים ניידים 5G, מכוניות מסורתיות. לרכבים חשמליים ומוצרים אחרים שינויים בשילוב, שינויים בתמהיל המוצרים יכפילו את מספר השבבים בשימוש, למשל, טלוויזיה בגודל גדול יותר דורשת רזולוציה גבוהה יותר, מה שדורש יותר שבבים.

איור 11: סקירה כללית של ביקוש מוליכים למחצה

Qiao An, אנליסט במחלקת המחקר מוליכים למחצה של TrendForce, אמר שהסיבה העיקרית למחסור בשבבים היא קצב החדירה של טלפונים ניידים 5G, שהמשיך להתפתח מאז המחצית השנייה של 2019. לאחר שנכנס ל-2020, זה קרה להיתקל במגיפת הכתר החדשה ובגיאופוליטיקה. וגורמים נוספים קשורים, שלושת הגורמים הללו מביאים למעשה לשתי תוצאות זהות, האחת היא העלייה בביקוש למוצרים, והשנייה היא אי הוודאות הנגרמת על ידי גיאופוליטיקה או מגיפה, כמו סגירת העיר והמדינה. וכן הלאה, מה שגורם לשרשרת האספקה ​​להישבר. לפיכך, האנרגיה הקינטית של המלאי של כל שרשרת האספקה ​​תופרע, ורוב שרשראות האספקה ​​יצטרכו לבסס רמת מלאי גבוהה יחסית על מנת להתמודד עם בעיית אזל המלאי הנגרמת עקב סגירת העיר והעיר. מדינה או גיאופוליטיקה, שהיא המחסור בקנה מידה גדול של סחורות. סיבה מרכזית.

מתי נראה את סופו של גל המחסור בשבבים? רוב המוצרים השנה מרוכזים ב-96nm ו-65nm, ובשנה הבאה תהוו את ההרחבה של 40nm ו-28nm. תהליכים אלו יופיעו במצב הרפיית ההיצע השנה ובשנה הבאה. עם זאת, הגידול בקיבולת של ופלים בגודל 8 אינץ' מוגבל מעט. בנוסף, יש יחסית מעט ספקי 1Xnm, וכרגע אין תוכנית הרחבה ברורה. 8 אינץ' ו-5Xnm, ו-12nm, 16nm, או 11nm, 14nm, עשויים להפוך לתהליך צוואר הבקבוק בשנה הבאה. לפיכך, אנו רואים כעת שבשנת 2022 כולה, למרות שמפעלי היציקה של פרוסות ממשיכות לפתוח כושר ייצור חדש בחלק מהתהליכים, ייתכנו כמה סימנים להקלה קטנה, אך תהליכי צוואר הבקבוק של 8 אינץ' ו- 1Xnm עדיין יהיו. כל שרשרת האספקה ​​של המוליכים למחצה תמשיך להיות עם בעיה של חומרים ארוכים וקצרים. לכן, מנקודת המבט של כל שוק יציקת הפרוסים, עדיין יהיה מצב של כושר ייצור הדוק ב-2022.

כתב ויתור: מאמר זה משוכפל מתוך " אלבום הנדסה אלקטרונית מחבר: Wu Qingzhen Amy Wu", מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, לא את Sacco Micro ואת דעותיהם של התעשייה, רק להדפסה מחדש ושיתוף, כדי לתמוך בהגנה על זכויות קניין רוחני , נא להדפיס מחדש ציין את המקור והמחבר המקורי. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.