Sejak tahun 2020, nilai keluaran pengecoran wafer global telah memasuki perkembangan pesat. Terlihat dari Gambar 1 bahwa tingkat pertumbuhan tahunannya mencapai 24%. Tingkat pertumbuhan tahunan pada tahun 2021 akan mencapai 22.4%, yang juga merupakan tingkat pertumbuhan yang tinggi. Tahun ini, nilai produksi seluruh pengecoran wafer secara resmi akan melebihi angka $100 miliar. TrendForce memperkirakan tingkat pertumbuhan tahunan pada tahun 2022 adalah 13.3%. Ada dua kunci untuk mendorong kembali pertumbuhan di tahun 2022, yang pertama adalah pembukaan kapasitas produksi yang baru, dan yang lainnya adalah kenaikan harga.

Gambar 1: Perkiraan nilai keluaran pengecoran global

Pada tahun 2021, berbagai pabrik semikonduktor meluncurkan rencana untuk memperluas produksi. Pada tahun 2022, diperkirakan akan ada 12 pabrik wafer baru (lihat Gambar 2). Di antaranya, Taiwan, Tiongkok, yang didorong oleh TSMC, merupakan pusat produksi seluruh pabrik wafer. Dari perspektif nilai output, nilai output Taiwan sekitar 60%, dan kapasitas produksi mencapai 50%, yang berarti sebagian besar proses manufaktur canggih yang relatif mahal masih dilakukan di Taiwan. Ada satu poin lagi yang perlu diperhatikan. Dapat dilihat dari Gambar 2 bahwa pada tahun 2022, pangsa pasar pabrik wafer di Taiwan tampaknya sedikit menurun sebesar 1%, dan Tiongkok daratan akan meningkat sebesar 2%. Sebagian besar peningkatan kapasitas produksi terkonsentrasi di pabrik Nanjing di Tiongkok daratan. Namun, fokus TSMC masih pada Taiwan.

Gambar 2: Lokasi pabrik baru pengecoran besar

Dalam hal proses manufaktur canggih, perhatian semua orang lebih tertuju pada proses 3nm yang diluncurkan oleh TSMC dan Samsung. TSMC masih menggunakan arsitektur FinFEX. Produk 3nm yang dirilis oleh Samsung berbasis arsitektur GAA, yang juga merupakan satu-satunya perusahaan di industri yang mengimpor arsitektur ini. TSMC menguasai hampir 70% pasar proses manufaktur canggih, dan Samsung sekitar 30%. Sebagian besar rencana ekspansi kedua perusahaan ini tahun ini masih terkonsentrasi pada komponen 5nm dan 4nm. Tahun depan, kedua perusahaan ini akan berkonsentrasi pada proses 3nm.

Gambar 3: Pengembangan proses semikonduktor

Kapasitas pengecoran terisi penuh, wafer 8 inci akan lebih ketat dibandingkan wafer 12 inci pada tahun 2022

Pada tahun 2021, tingkat pemanfaatan kapasitas pengecoran logam berukuran 8 inci dan 12 inci mencapai 95-100%, dan angka ini akan berlanjut hingga tahun 2022.

Menurut data yang dibagikan oleh TRENDFORCE, pabrik wafer 12 inci mencantumkan TSMC, Samsung, UMC, dan SMIC. Dari garis putus-putus pada Gambar 4 terlihat akan ada sedikit tren penurunan pada paruh kedua tahun 2022. , Kata Qiao An, sebenarnya ini bukan permintaan yang buruk, alasan utamanya adalah ada beberapa kapasitas produksi baru atau pabrik baru mulai membuka kapasitas produksi satu demi satu, dan penyebutnya menjadi lebih besar ketika volume pembuatan film tidak dapat mengimbangi dengan cepat. , tingkat pemanfaatan akan turun sedikit, dan saat ini kami yakin bahwa tingkat pemanfaatan keseluruhan akan tetap di atas 95%.

Gambar 4: pemanfaatan kapasitas pengecoran besar 12 inci

Dari Gambar 5, penurunan kapasitas pengecoran 8 inci tidak begitu terlihat, terutama karena tingkat pertumbuhan kapasitas 8 inci relatif terbatas, pertumbuhan permintaan lebih besar daripada pasokan, dan situasi ketat akan lebih parah dibandingkan 12 inci. . Dari sisi permintaan, sebagian besar IC terkait manajemen daya yang digunakan pada ponsel 5G dan kendaraan listrik diproduksi di pabrik berukuran 8 inci, namun sebagian besar peralatan di pabrik wafer berukuran 8 inci lebih mahal, namun wafer berukuran 8 inci lebih mahal. mahal. Harga pabrik 8 inci yang relatif murah mengakibatkan perluasan pabrik 8 inci tidak hemat biaya. Sebaliknya, didorong oleh meningkatnya permintaan, kekurangan kapasitas 8 inci lebih serius dibandingkan dengan pabrik 12 inci.

Gambar 5: pemanfaatan kapasitas pengecoran besar 8 inci

Jelas dari Gambar 6 bahwa tingkat pertumbuhan tahunan gabungan 5 tahun dari kapasitas wafer 8 inci hanya 3%, dan kemiringan tingkat pertumbuhan tahunannya jauh lebih kecil dibandingkan dengan kemiringan pabrik 12 inci. 12 inci ketat. Didorong oleh kekurangan pasokan, pabrik berukuran 12 inci ini mengalami tingkat pertumbuhan tahunan sebesar 12%. Dapat dipahami bahwa dari tahun 2021 hingga 2023, kapasitas produksi baru 100K hingga 200K akan dibuka setiap tahun.

Gambar 6: CAGR 2019-2023F dari 10 kapasitas pengecoran teratas

Rencana perluasan kapasitas proses pada tahun 2022: 40nm dan 28nm adalah poin utamanya

Qiao An menunjukkan, "Pada tahun 2021, dalam rencana perluasan kapasitas setiap proses, sebagian besar produk baru terkonsentrasi di bagian 90nm, 65nm, atau 55nm, dan kapasitas produksi baru mencapai 80K, tetapi alasan untuk terus berlanjut Keketatan tahun ini adalah 90nm, 65nm, 55nm Produk yang bisa dihasilkan mungkin sedikit lega, dan fokusnya ada pada 40nm atau 28nm. Misalnya produk Wi-Fi yang fokus pada proses 40nm dan 28nm masih dalam keadaan ketat .”

Gambar 7: Rencana Perluasan Kapasitas 2021F untuk Setiap Proses

Namun melihat pada tahun 2022, di kotak merah, kapasitas produksi baru tahun depan sebagian besar akan terkonsentrasi pada suku cadang 40nm dan 28nm, jadi kami yakin pembukaan kapasitas produksi baru ini tahun depan akan menyebabkan kekurangan pasar pengecoran wafer. kondisinya. Datanglah untuk mendapatkan tanda-tanda yang menenangkan."

Gambar 8: Rencana perluasan kapasitas 2022F untuk setiap proses

90nm, 65nm, dan 55nm merupakan perluasan kapasitas utama tahun ini, sedangkan 40nm dan 28nm merupakan pendukung utama untuk perluasan tahun depan. Oleh karena itu, dapat dipahami bahwa pemasok 1Xnm saat ini sangat sedikit. Setelah masuk 1Xnm, struktur transistor sudah masuk ke struktur FinFEX, sehingga biaya ekspansinya relatif tinggi. Saat ini, hanya TSMC, Samsung dan perusahaan lain yang belum berencana memperluas produksi dalam beberapa tahun ke depan. Seiring dengan meningkatnya tingkat penetrasi ponsel 5G dari tahun ke tahun, permintaan chip 1Xnm juga akan meningkat pesat, dan permintaan Wi-Fi, dll. juga meningkat dari tahun ke tahun, yang dapat menyebabkan kemacetan proses 1Xnm di 2022 dan 2023.

Gambar 9: Komponen semikonduktor dibuat pada proses pengecoran 12 inci

Mengapa proses 28nm begitu penting?

Qiao An mencontohkan bahwa tidak hanya tahun depan, bahkan setelah tahun 2023, kapasitas produksi 28nm akan ditingkatkan secara bertahap. Mengapa proses 28nm begitu penting?

Seperti dapat dilihat dari Gambar 10, 28nm adalah proses paling canggih di bawah arsitektur MOSFET (Planar). Dibandingkan dengan arsitektur FinFET yaitu setelah 1Xnm, biayanya relatif murah. 28nm merupakan arsitektur MOSFET (Planar) generasi terakhir, yang dapat memberikan kinerja chip yang memadai yang diperlukan untuk sejumlah besar produk IoT.

Selain itu, ketika memasuki di bawah 40nm, ketika sebagian besar pabrik wafer atau pabrik IDM sedang memperluas produksi, biayanya juga relatif besar. Jika mereka tidak memiliki cukup pelanggan untuk mendukung pengoperasian pabrik-pabrik ini, kemungkinan besar akan menyebabkan Kerugian, jadi setelah memasuki di bawah 40nm, banyak pabrik IDM yang berturut-turut mengalihdayakan beberapa produk ke pabrik pengecoran wafer ini untuk manufaktur. Akibatnya, sebagian besar pengecoran wafer secara aktif ingin memperluas kapasitas produksi 40nm/28nm.

Gambar 10: Pentingnya 28nm

Akankah tahun 2022 menjadi akhir dari kekurangan chip?

Menurut data TRENDFORCE, permintaan pasar terhadap produk akhir semikonduktor pada tahun 2020 akan kuat. Seperti terlihat pada Gambar 4, selain TV yang mengalami pertumbuhan negatif sebesar 1.8%, konsol game, notebook, perangkat wearable, mobil, monitor, server, Smartphone juga menunjukkan pertumbuhan pesat. Faktanya, pendorong utamanya adalah epidemi mahkota baru telah mendorong berbagai permintaan, terutama pertumbuhan positif konsol game, notebook, dan perangkat wearable sebesar 35%, 16.5%, dan 11.1%. Pada tahun 2022, permintaan terkait epidemi ini akan memasuki kondisi lemah. Qiao An, seorang analis di Departemen Riset Semikonduktor TrendForce, menunjukkan bahwa perlu dicatat bahwa “perubahan dalam bauran produk” adalah salah satu pendorong utama perkembangan permintaan semikonduktor, seperti telepon seluler 4G ke telepon seluler 5G, mobil tradisional. untuk kendaraan listrik dan produk lainnya Perubahan kombinasi, perubahan bauran produk akan menggandakan jumlah chip yang digunakan, misalnya TV berukuran lebih besar memerlukan resolusi lebih tinggi, yang memerlukan lebih banyak chip.

Gambar 11: Tinjauan Permintaan Semikonduktor

Qiao An, analis di Departemen Riset Semikonduktor TrendForce, mengatakan penyebab utama kelangkaan chip adalah tingkat penetrasi ponsel 5G yang terus berkembang sejak paruh kedua tahun 2019. Setelah memasuki tahun 2020, hal itu terjadi. untuk menghadapi epidemi mahkota baru dan geopolitik. dan faktor terkait lainnya, ketiga faktor tersebut sebenarnya membawa dua akibat yang sama, yang pertama adalah peningkatan permintaan produk, dan yang kedua adalah ketidakpastian yang disebabkan oleh geopolitik atau epidemi, seperti penutupan kota dan negara. Begitu seterusnya hingga menyebabkan terputusnya rantai pasok. Oleh karena itu, persediaan energi kinetik di seluruh rantai pasokan akan terganggu, dan sebagian besar rantai pasokan perlu menetapkan tingkat persediaan yang relatif tinggi untuk mengatasi masalah kehabisan stok yang disebabkan oleh penutupan kota dan penutupan kota. negara atau geopolitik, yaitu kekurangan barang dalam skala besar. alasan utama.

Kapan kita akan melihat akhir dari gelombang kekurangan chip? Sebagian besar produk tahun ini terkonsentrasi pada 96nm dan 65nm, dan tahun depan akan membentuk perluasan 40nm dan 28nm. Proses-proses tersebut akan tampak pada situasi relaksasi pasokan tahun ini dan tahun depan. Namun peningkatan kapasitas wafer 8 inci sedikit terbatas. Selain itu, pemasok 1Xnm relatif sedikit, dan saat ini tidak ada rencana ekspansi yang jelas. 8 inci dan 5Xnm, serta 12nm, 16nm, atau 11nm, 14nm, mungkin menjadi proses penghambatan tahun depan. Oleh karena itu, saat ini kami mengamati bahwa pada tahun 2022 secara keseluruhan, meskipun pabrik pengecoran wafer terus membuka kapasitas produksi baru di beberapa proses, mungkin ada beberapa tanda-tanda sedikit kelegaan, namun proses kemacetan 8 inci dan 1Xnm masih akan terjadi. Seluruh rantai pasokan semikonduktor akan terus menghadapi masalah material panjang dan pendek. Oleh karena itu, dari perspektif seluruh pasar pengecoran wafer, masih terdapat situasi kapasitas produksi yang ketat pada tahun 2022.

Penafian: Artikel ini direproduksi dari "Album Teknik Elektronika Penulis: Wu Qingzhen Amy Wu", artikel ini hanya mewakili pandangan pribadi penulis, bukan pandangan Sacco Micro dan industri, hanya untuk dicetak ulang dan dibagikan, untuk mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual , silakan cetak ulang. Sebutkan sumber asli dan penulisnya. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.