2020年以来、世界のウェーハファウンドリ生産額は活発な発展状態に入っています。図 1 から、年間成長率が 24% に達していることがわかります。 2021年の年間成長率は22.4％に達し、これも高い水準の成長となる。今年、ウェーハファウンドリ全体の生産額は正式に100億ドルを超えることになる。 TrendForce は、2022 年の年間成長率は 13.3% になると予測しています。 2022 年に再び成長を促進するには XNUMX つの鍵があります。XNUMX つは新たに稼動した生産能力、もう XNUMX つは価格の上昇です。

図1: 世界の鋳造工場の推定生産額

2021年、さまざまな工場が生産拡大計画を立ち上げた。 2022 年には、新たに 12 のウェーハファウンドリが設立されると予想されています (図 2 を参照)。その中には、台湾、中国、TSMC、ウェーハファウンドリ全体が牽引しています。生産額で見ると、台湾の生産額は約60％、生産能力は50％を占めており、比較的高価な先端製造プロセスのほとんどが依然として台湾にあることを意味する。地域で作られたもの。もう一つ注目すべき点があります。図 2 からわかるように、2022 年には台湾のファウンドリ市場シェアはわずかに 1% 減少し、中国本土は 2% 増加する見込みです。増加した生産能力のほとんどは中国本土の南京工場に集中している。しかし、TSMCの焦点は依然として台湾にある。

図 2: 主要な鋳造工場の新しい工場の所在地

先進的なプロセスという点では、誰もがTSMCとSamsungが立ち上げた3nmプロセスにもっと関心を持っています。 TSMC は依然として FinFEX アーキテクチャを使用しています。 Samsung がリリースした 3nm 製品は GAA アーキテクチャに基づいており、業界でこのアーキテクチャを輸入している唯一の企業でもあります。先端プロセス市場の70％近くをTSMCが占め、サムスンが約30％を占める。これら5社の今年の拡張計画のほとんどは依然として4nmと3nm部分に集中している。来年はこの２社が集中することになる。 XNUMXnmプロセスで。

図 3: 半導体プロセス開発

ファウンドリの生産能力はフル稼働、8 年には 12 インチ ウェーハは 2022 インチ ウェーハよりも厳しくなる

2021 年の 8 インチおよび 12 インチのファウンドリの稼働率はいずれも 95 ～ 100% と高く、この傾向は 2022 年まで続くでしょう。

TRENDFORCE が共有したデータによると、12 インチ ウェハー ファウンドリには TSMC、Samsung、UMC、SMIC がリストされています。図 4 の点線から、2022 年後半にはわずかに減少傾向にあることがわかります。喬安氏は、実際、これは悪い需要ではなく、主な理由は、いくつかの需要があることであると述べました。新しい生産能力や新しい工場が次々と生産能力を開放し始めますが、撮影量がすぐに追いつかないと分母が大きくなります。 、稼働率は若干下がりますが、全体の稼働率は95％以上を維持できるのではないかと現時点では考えております。

図 4: 12 インチの主要なファウンドリの生産能力利用率

図 5 から、8 インチ鋳造工場の生産能力の低下はそれほど明白ではありません。主な理由は、8 インチ生産能力の増加率が比較的限定的であること、需要の伸びが供給を上回っていること、そして逼迫した状況が 12 インチよりも深刻になるためです。 。需要面では、5G 携帯電話や電気自動車で使用される電源管理関連 IC のほとんどは 8 インチ工場で製造されていますが、8 インチ ウェーハ ファウンドリの設備のほとんどはより高価ですが、8 インチ ウェーハは高い。 8 インチ ファブの価格は比較的安いため、コスト効率の悪い 8 インチ ファブが拡大します。それどころか、需要の急増により、8 インチの生産能力不足は 12 インチのファブよりも深刻です。

図 5: 8 インチの主要なファウンドリの生産能力利用率

図 6 から明らかなように、5 インチ ウェーハの生産能力の 8 年間の複合年間成長率はわずか 3% であり、その年間成長率の傾きは 12 インチ ファブの傾きよりも大幅に小さいことがわかります。 12インチはきついです。不足により、12 インチ工場は年間 12% の成長率を記録しています。 2021年から2023年にかけて、毎年100万から200万の新たな生産能力が開設されることがわかっています。

図 6: 2019 年から 2023 年までのトップ 10 の鋳造能力の CAGR

2022年のプロセス能力拡張計画：40nmと28nmがキーポイント

喬安氏は、「2021年の各プロセスの生産能力拡大計画では、新製品のほとんどが90nm、65nm、または55nm部分に集中しており、新規生産能力は最大80万個だが、生産能力が継続している理由は次のとおりである」と指摘した。今年は90nm、65nm、55nmの生産可能製品が若干緩和され、40nmや28nmに重点が置かれている。例えば、40nmや28nmプロセスに重点を置いたWi-Fi製品は依然として逼迫している。 」

図 7: 2021F の各工程の能力拡張計画

「しかし、2022年を見ると、赤いボックス内で、来年の新しい生産能力は主に40nmと28nm部品に集中するため、来年のこれらの新しい生産能力の開設はウェーハファウンドリ市場の不足を引き起こすと考えています」気持ちを落ち着かせる兆候を求めて来てください。」

図8：2022Fの各工程の能力拡張計画

今年は90nm、65nm、55nmが主な容量拡張であり、40nmと28nmが来年の拡張の主なサポートとなる。したがって、現在の 1Xnm の供給者は非常に少ないことがわかります。 1Xnmに入ってからはトランジスタ構造がFinFEX構造になったため、拡張コストが比較的高くなっています。現在、今後数年間に生産を拡大する計画がないのはTSMC、サムスンなどの企業だけだ。 5G携帯電話の普及率が年々高まるにつれ、1Xnmチップの需要も大幅に増加し、Wi-Fiなどの需要も年々増加しており、1Xnmのボトルネックプロセスが発生する可能性があります。 2022年と2023年。

図 9: 12 インチのファウンドリプロセスで製造された半導体コンポーネント

28nm プロセスがそれほど重要なのはなぜですか?

Qiao An氏は、来年だけでなく2023年以降も28nmの生産能力は段階的に増加すると指摘した。 28nm プロセスがそれほど重要なのはなぜですか?

図10からわかるように、28nmはMOSFET（プレーナ）アーキテクチャにおける最先端プロセスです。FinFETアーキテクチャ、つまり1Xnm以降と比較すると、コストは比較的安価です。28nmはMOSFET（プレーナ）アーキテクチャの最終世代であり、多くのIoT製品に求められるチップ性能を十分に提供できます。

さらに、ほとんどのウェーハファウンドリやIDM工場が生産を拡大している40nm未満に参入すると、コストも比較的大きくなります。これらの工場の運営をサポートするのに十分な顧客がいない場合、損失が発生する可能性が高いため、多くのIDM工場は40nm未満に入ってから、一部の製品をこれらのウェーハファウンドリに製造委託することが相次ぎました。その結果、ほとんどのウェーハファウンドリは、40nm/28nm の生産能力を積極的に拡大したいと考えています。

図 10: 28nm の重要性

2022年にはチップ不足は解消されるのでしょうか？

TRENDFORCE のデータによると、2020 年の半導体最終製品の市場需要は堅調となるでしょう。図4からわかるように、1.8%のマイナス成長となったテレビに加え、ゲーム機、ノートパソコン、ウェアラブルデバイス、自動車、モニター、サーバー、スマートフォンなどが急成長を見せています。実際、主な原動力は、新型コロナウイルスの流行がさまざまな需要を押し上げたことであり、特にゲーム機、ノートブック、ウェアラブルデバイスが 35%、16.5%、11.1% ものプラス成長を遂げたことです。 2022 年には、この感染症関連の需要は弱い状態に入るでしょう。トレンドフォースの半導体研究部門のアナリストであるQiao An氏は、「製品ミックスの変化」が4G携帯電話から5G携帯電話、従来の自動車などの半導体需要の発展の主要な原動力のXNUMXつであることは注目に値すると指摘した。組み合わせの変更や製品構成の変更により、使用されるチップの数が XNUMX 倍になります。たとえば、テレビのサイズが大きくなると解像度が高くなり、より多くのチップが必要になります。

図 11: 半導体需要の概要

トレンドフォースの半導体研究部門のアナリスト、チャオ・アン氏は、チップ不足の主な理由は、5年下半期から発展を続けている2019G携帯電話の普及率であると述べた。2020年に入ってから、それが起こった。新たな感染症の流行と地政学に遭遇します。およびその他の関連要因を考慮すると、これら XNUMX つの要因は実際には XNUMX つの同じ結果をもたらします。XNUMX つは製品需要の増加、もう XNUMX つは都市や国の閉鎖など、地政学や疫病によって引き起こされる不確実性です。など、サプライチェーンの分断を引き起こします。したがって、サプライチェーン全体の在庫運動エネルギーが混乱し、都市封鎖や都市封鎖によって引き起こされる在庫切れの問題に対処するために、ほとんどのサプライチェーンは比較的高い在庫レベルを確立する必要があるでしょう。国や地政学、つまり大規模な物資不足。主な理由。

チップ不足の波はいつ終わるのでしょうか?今年の製品のほとんどは96nmと65nmに集中しており、来年は40nmと28nmの拡張が形成される予定です。こうしたプロセスは、今年と来年の供給緩和状況に現れるだろう。ただし、8インチウェーハの容量増加には若干の限界がある。さらに、1Xnm のサプライヤーは比較的少数であり、現時点では明確な拡張計画はありません。来年は 8 インチと 5Xnm、および 12nm、16nm、または 11nm、14nm がボトルネック プロセスになる可能性があります。したがって、我々は現在、2022 年全体として、ウェーハファウンドリが一部のプロセスで新たな生産能力を開拓し続けているものの、若干の緩和の兆しはあるものの、8 インチおよび 1Xnm のボトルネックプロセスは依然として続くだろうと観察しています。半導体サプライチェーン全体では、材料の長短の問題が今後も続くだろう。したがって、ウェーハファウンドリ市場全体で見ると、2022年においても生産能力は依然として逼迫する状況が続くだろう。

免責事項: この記事は「電子工学アルバム 著者: Wu Qingzhen Amy Wu」から転載されたものです。この記事は著者の個人的な見解のみを表しており、Sacco Micro および業界の見解ではなく、知的財産権の保護をサポートするための転載と共有のみを目的としています。 、転載してください 元の出典と著者を示してください。侵害がある場合は、削除するためにご連絡ください。