Sinds 2020 is de mondiale productiewaarde van wafergieterijen in een staat van krachtige ontwikkeling terechtgekomen. Uit Figuur 1 blijkt dat het jaarlijkse groeipercentage 24% heeft bereikt. Het jaarlijkse groeipercentage in 2021 zal 22.4% bedragen, wat ook een hoog groeiniveau is. Dit jaar zal de productiewaarde van de gehele wafelgieterij officieel de grens van $100 miljard overschrijden. TrendForce voorspelt dat het jaarlijkse groeipercentage in 2022 13.3% zal bedragen. Er zijn twee sleutels om de groei in 2022 weer aan te jagen: de ene is de nieuw geopende productiecapaciteit en de andere is de prijsstijging.

Figuur 1: Geschatte mondiale outputwaarde van de gieterij

In 2021 hebben verschillende fabrieken plannen gelanceerd om de productie uit te breiden. In 2022 zullen er naar verwachting twaalf nieuwe wafergieterijen zijn (zie figuur 12). Onder hen Taiwan, China, aangestuurd door TSMC, de hele wafergieterij. Vanuit het perspectief van de outputwaarde bedraagt ​​de outputwaarde van Taiwan ongeveer 2% en de productiecapaciteit 60%, wat betekent dat de meeste relatief dure geavanceerde productieprocessen zich nog steeds in Taiwan bevinden. gemaakt in de regio. Er is nog een punt dat de moeite waard is om op te letten. Uit figuur 50 blijkt dat het marktaandeel van de gieterij in Taiwan in 2 lichtjes met 2022% lijkt te dalen, en dat het Chinese vasteland met 1% zal toenemen. Het grootste deel van de toegenomen productiecapaciteit is geconcentreerd in de fabriek in Nanjing op het vasteland van China. De focus van TSMC ligt echter nog steeds op Taiwan.

Figuur 2: Nieuwe fabriekslocaties van grote gieterijen

Wat het geavanceerde proces betreft, maakt iedereen zich meer zorgen over het 3nm-proces dat is gelanceerd door TSMC en Samsung. TSMC gebruikt nog steeds de FinFEX-architectuur. De door Samsung uitgebrachte 3nm-producten zijn gebaseerd op de GAA-architectuur, die tevens het enige bedrijf in de branche is dat deze architectuur heeft geïmporteerd. TSMC is goed voor bijna 70% van de markt voor geavanceerde processen, en Samsung voor ongeveer 30%. De meeste uitbreidingsplannen van deze twee bedrijven dit jaar zijn nog steeds geconcentreerd in de 5nm- en 4nm-delen. Volgend jaar zullen deze twee bedrijven worden geconcentreerd. in het 3nm-proces.

Figuur 3: Ontwikkeling van halfgeleiderprocessen

Gieterijcapaciteit is volledig gevuld, 8-inch wafers zullen in 12 strakker zijn dan 2022-inch wafers

In 2021 bedraagt ​​de bezettingsgraad van zowel 8-inch als 12-inch gieterijen maar liefst 95-100%, en dit teken zal zich voortzetten in 2022.

Volgens de door TRENDFORCE gedeelde gegevens vermeldden de 12-inch wafergieterijen TSMC, Samsung, UMC en SMIC. Uit de stippellijn in figuur 4 blijkt dat er in de tweede helft van 2022 een licht neerwaartse trend zal zijn. Volgens Qiao An is dit in feite geen slechte vraag, de belangrijkste reden is dat er enkele nieuwe productiecapaciteit of nieuwe fabrieken beginnen de een na de ander productiecapaciteit te openen, en de noemer wordt groter als het filmvolume niet snel gelijke tred houdt. zal de bezettingsgraad iets dalen, en momenteel denken we dat de gehele bezettingsgraad boven de 95% zal blijven.

Figuur 4: 12-inch grote bezettingsgraad van de gieterij

Uit Figuur 5 blijkt dat de daling van de 8-inch gieterijcapaciteit niet zo duidelijk is, vooral omdat het groeitempo van de 8-inch capaciteit relatief beperkt is, de vraaggroei groter is dan het aanbod en de krappe situatie ernstiger zal zijn dan die van 12-inch gieterijen. . Aan de vraagzijde worden de meeste energiebeheergerelateerde IC’s die worden gebruikt in 5G mobiele telefoons en elektrische voertuigen vervaardigd in 8-inch fabrieken, maar de meeste apparatuur in 8-inch wafergieterijen is duurder, maar 8-inch wafers zijn duur. De prijs van 8-inch fabrieken is relatief goedkoop, wat resulteert in de uitbreiding van 8-inch fabrieken die niet kosteneffectief zijn. Integendeel, gedreven door de groeiende vraag is het capaciteitstekort van 8 inch ernstiger dan dat van 12 inch fabrieken.

Figuur 5: 8-inch grote bezettingsgraad van de gieterij

Uit figuur 6 blijkt duidelijk dat de samengestelde jaarlijkse groeisnelheid over vijf jaar van de capaciteit van 5-inch wafers slechts 8% bedraagt, en dat de helling van de jaarlijkse groeisnelheid aanzienlijk kleiner is dan die van 3-inch fabrieken. 12 inch is krap. Gedreven door tekorten heeft de 12-inch plant een jaarlijks groeipercentage van 12% gekend. Het is duidelijk dat van 12 tot 2021 elk jaar 2023 tot 100 nieuwe productiecapaciteit zal worden geopend.

Figuur 6: CAGR 2019-2023F van de top 10 gieterijcapaciteit

Plan voor uitbreiding van de procescapaciteit voor 2022: 40 nm en 28 nm zijn de belangrijkste punten

Qiao An merkte op: "In 2021 zijn in het capaciteitsuitbreidingsplan van elk proces de meeste nieuwe producten geconcentreerd in het 90nm-, 65nm- of 55nm-gedeelte, en de nieuwe productiecapaciteit bedraagt ​​maximaal 80K, maar de reden voor de aanhoudende krapte dit jaar is dat 90nm, 65nm, 55nm De producten die geproduceerd kunnen worden zijn wellicht iets opgelucht en de focus ligt op 40nm of 28nm, bijvoorbeeld Wi-Fi-producten gericht op de 40nm- en 28nm-processen bevinden zich nog steeds in een krappe staat .”

Figuur 7: Capaciteitsuitbreidingsplan 2021F voor elk proces

"Maar kijkend naar 2022, in het rode vakje, zal de nieuwe productiecapaciteit volgend jaar voornamelijk geconcentreerd zijn in de 40 nm- en 28 nm-onderdelen, dus we zijn van mening dat de opening van deze nieuwe productiecapaciteit volgend jaar een tekort aan wafergieterijmarkt zal veroorzaken. Kom voor wat rustgevende signalen."

Figuur 8: Capaciteitsuitbreidingsplan 2022F voor elk proces

90 nm, 65 nm en 55 nm zijn de belangrijkste capaciteitsuitbreidingen dit jaar, en 40 nm en 28 nm zijn de belangrijkste ondersteuning voor de uitbreiding van volgend jaar. Daarom kan worden begrepen dat de huidige leverancier van 1Xnm zeer weinig is. Na het invoeren van 1Xnm is de transistorstructuur de FinFEX-structuur binnengegaan, dus de uitbreidingskosten zijn relatief hoog. Momenteel hebben alleen TSMC, Samsung en andere bedrijven geen plannen om de productie de komende jaren uit te breiden. Naarmate de penetratiegraad van 5G mobiele telefoons jaar na jaar toeneemt, zal de vraag naar 1Xnm-chips ook sterk toenemen, en zal de vraag naar Wi-Fi, enz. ook jaar na jaar groeien, wat het knelpuntproces van 1Xnm in het proces kan veroorzaken. 2022 en 2023.

Figuur 9: Halfgeleidercomponenten vervaardigd volgens een 12-inch gieterijproces

Waarom is het 28nm-proces zo belangrijk?

Qiao An wees erop dat niet alleen volgend jaar, maar zelfs na 2023 de productiecapaciteit van 28 nm geleidelijk zal worden verhoogd. Waarom is het 28nm-proces zo belangrijk?

Zoals te zien is in figuur 10, is 28 nm het meest geavanceerde proces binnen de MOSFET (Planar)-architectuur. Vergeleken met de FinFET-architectuur, dat wil zeggen na 1x nm, zijn de kosten relatief laag. 28 nm maakt deel uit van de nieuwste generatie MOSFET (Planar)-architectuur, die voldoende prestaties kan leveren voor chips die nodig zijn voor een groot aantal IoT-producten.

Bovendien zijn de kosten, wanneer de grens onder de 40 nm komt, wanneer de meeste wafergieterijen of IDM-fabrieken hun productie uitbreiden, ook relatief hoog. Als ze niet genoeg klanten hebben om de werking van deze fabrieken te ondersteunen, zal dit waarschijnlijk verliezen veroorzaken, dus nadat ze onder de 40 nm zijn gekomen, hebben veel IDM-fabrieken achtereenvolgens een aantal producten uitbesteed aan deze wafergieterijen voor productie. Als gevolg hiervan willen de meeste wafergieterijen actief de productiecapaciteit van 40 nm/28 nm uitbreiden.

Figuur 10: Het belang van 28 nm

Zal 2022 het einde betekenen van het chiptekort?

Volgens gegevens van TRENDFORCE zal de marktvraag naar halfgeleidereindproducten in 2020 groot zijn. Zoals blijkt uit figuur 4 laten naast tv, die een negatieve groei van 1.8% kende, ook gameconsoles, notebooks, draagbare apparaten, auto's, monitoren, servers en smartphones een snelle groei zien. In feite is de belangrijkste drijvende kracht dat de nieuwe kroonepidemie verschillende eisen heeft aangestuurd, vooral de positieve groei van gameconsoles, notebooks en draagbare apparaten van wel 35%, 16.5% en 11.1%. In 2022 zal deze epidemiegerelateerde vraag een zwakke toestand bereiken. Qiao An, een analist bij de Semiconductor Research Department van TrendForce, wees erop dat het de moeite waard is om op te merken dat “veranderingen in de productmix” een van de belangrijkste drijfveren zijn voor de ontwikkeling van de vraag naar halfgeleiders, zoals 4G mobiele telefoons naar 5G mobiele telefoons, traditionele auto’s naar elektrische voertuigen en andere producten Combinatieveranderingen en veranderingen in de productmix zullen het aantal gebruikte chips verdubbelen. Een groter formaat tv vereist bijvoorbeeld een hogere resolutie, waardoor meer chips nodig zijn.

Figuur 11: Overzicht van de vraag naar halfgeleiders

Qiao An, een analist bij de Semiconductor Research Department van TrendForce, zei dat de belangrijkste reden voor het tekort aan chips de penetratiegraad van 5G mobiele telefoons is, die zich sinds de tweede helft van 2019 is blijven ontwikkelen. Na het ingaan van 2020 gebeurde het om de nieuwe kroonepidemie en geopolitiek het hoofd te bieden. en andere gerelateerde factoren zorgen deze drie factoren feitelijk voor twee dezelfde resultaten: de ene is de toename van de vraag naar producten, en de tweede is de onzekerheid veroorzaakt door geopolitiek of de epidemie, zoals de sluiting van de stad en het land. Enzovoort, waardoor de toeleveringsketen kapot gaat. Daarom zal de kinetische energie van de hele toeleveringsketen worden verstoord, en de meeste toeleveringsketens zullen een relatief hoog voorraadniveau moeten opbouwen om het hoofd te kunnen bieden aan het probleem van het niet op voorraad zijn, veroorzaakt door de sluiting van de stad en de land of geopolitiek, namelijk het grootschalige tekort aan goederen. belangrijkste reden.

Wanneer zien we het einde van de golf van chiptekorten? De meeste producten zijn dit jaar geconcentreerd in 96nm en 65nm, en volgend jaar zullen de uitbreidingen naar 40nm en 28nm plaatsvinden. Deze processen zullen dit jaar en volgend jaar zichtbaar worden in de situatie van aanbodversoepeling. De toename van de capaciteit van 8-inch wafers is echter enigszins beperkt. Daarnaast zijn er relatief weinig 1Xnm-leveranciers en ligt er momenteel geen duidelijk uitbreidingsplan. 8-inch en 5Xnm, en 12 nm, 16 nm of 11 nm, 14 nm kunnen volgend jaar het knelpunt worden. Daarom constateren we momenteel dat er in 2022 als geheel, hoewel de wafergieterijen voor sommige processen nieuwe productiecapaciteit blijven openen, er enkele tekenen van enige verlichting kunnen zijn, maar dat de knelpuntprocessen van 8 inch en 1Xnm nog steeds zullen bestaan. De hele toeleveringsketen van halfgeleiders zal een probleem blijven hebben van lange en korte materialen. Vanuit het perspectief van de gehele wafergieterijmarkt zal er in 2022 dus nog steeds sprake zijn van krappe productiecapaciteit.

Disclaimer: dit artikel is overgenomen uit "Electronic Engineering Album Auteur: Wu Qingzhen Amy Wu", dit artikel vertegenwoordigt alleen de persoonlijke mening van de auteur, niet Sacco Micro en de mening van de industrie, alleen voor herdrukken en delen, ter ondersteuning van de bescherming van intellectuele eigendomsrechten , opnieuw afdrukken a.u.b. Vermeld de oorspronkelijke bron en auteur. Als er sprake is van inbreuk, neem dan contact met ons op om deze te verwijderen.