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Esta semana, a IC Insights divulgou o último relatório de pesquisa de mercado. Espera-se que as vendas totais do mercado de fundição em 2021 ultrapassem pela primeira vez a marca de US$ 100 bilhões, atingindo US$ 107.2 bilhões, um aumento de 23%, em comparação com 2017. comparável a taxas de crescimento recordes (ver Figura 1) .
Figura 1 ; Espera-se que o mercado global de fundição cresça a uma taxa média de crescimento anual de 11.6% até 2025, com as vendas totais das fábricas da época atingindo US$ 151.2 bilhões.
Espera-se que o mercado de fundição pura cresça fortemente 24% este ano, para US$ 87.1 bilhões, ultrapassando 23% em 2020. O mercado de fundição pura crescerá para US$ 125.1 bilhões até 2025, com um período de 5 anos (2020-2025) CAGR de 12.2%, representando 82.7% das vendas totais de fundição em 2025, enquanto 2021 81.2% ano a ano. TSMC, UMC e várias fundições especializadas esperam um crescimento saudável nas vendas este ano. Estes fornecedores também estão a investir fortemente em nova capacidade para apoiar a procura esperada de capacidade de fundição durante o período de previsão.
As vendas externas da Samsung, impulsionadas principalmente por clientes como a Qualcomm, respondem pela maior parte do mercado de fundição IDM. A IC Insights espera que o mercado de fundição de IDM cresça 18% este ano, para US$ 20.1 bilhões. Espera-se que o mercado de fundição IDM cresça para US$ 26.1 bilhões até 2025, crescendo a um CAGR de 5% em 9.0 anos.
Seja uma fundição de wafer ou IDM, a partir do segundo semestre de 2020, ela entrou em um modo de expansão louca da produção, e 12 polegadas e 8 polegadas andam de mãos dadas. Com o declínio da fábrica de polegadas, a demanda do mercado mostra um estado geral forte.
Globalmente, os representantes das fundições de wafer puro são TSMC, UMC, GF e SMIC, enquanto as empresas representativas da IDM no negócio de fundição são Samsung e Intel. Dê uma olhada nessas performances e ações abaixo.
Recentemente, a TSMC também anunciou um investimento de US$ 100 bilhões ao longo de três anos para expandir a fábrica de wafers e confirmou que investirá US$ 2.887 bilhões para ampliar a capacidade de processo de 28 nm da fábrica de Nanjing, aumentando a produção de 40,000 wafers por mês na fabricação de chips automotivos.
A TSMC destacou que, atualmente, as fábricas de wafers em Taiwan não possuem salas limpas e que apenas a fábrica de Nanjing tem espaço disponível para a instalação direta de linhas de produção, o que favorece a rápida expansão da capacidade produtiva. De acordo com o plano, a produção em massa da fábrica de Nanjing com tecnologia de 28 nm deverá ocorrer no segundo semestre de 2022, e a meta de capacidade total de 40,000 wafers/mês será atingida em meados de 2023. Atualmente, a fábrica de Nanjing da TSMC produz principalmente chips de 16 nm, com uma capacidade de produção mensal de cerca de 20,000 wafers.
Para que a TSMC mantenha sua liderança em processos de 5 nm e mais avançados, as máquinas de litografia EUV são essenciais. Nos últimos anos, a empresa tem investido continuamente em equipamentos EUV para manter sua vantagem em capacidade de produção de processos avançados. A TSMC realizou um fórum tecnológico recentemente, destacando que a capacidade instalada acumulada de seus equipamentos EUV representará 50% do total global até 2020. Até 2020, os wafers produzidos pela tecnologia EUV da TSMC representarão 65% dos wafers de litografia EUV globais. À medida que o processo avança para 5 nm, o uso de camadas de máscara EUV para cada wafer aumentou significativamente. A TSMC estima que a capacidade de produção de máscaras EUV em 2021 será 20 vezes maior que a de 2019.
Em termos de 3nm, o uso de EUV será aumentado, o desempenho será aumentado em 10-15% em comparação com 5nm, o consumo de energia será reduzido em 25-30%, a densidade lógica será aumentada em 1.7 vezes, o A densidade SRAM será aumentada em 1.2 vezes e a densidade analógica será aumentada em 1.1 vezes.
Com a conclusão gradual e entrada em produção em massa das fábricas de wafers de processo mais avançadas mencionadas acima, prevista para os próximos 1 a 3 anos, e com a primeira fase da fábrica de 12 polegadas no Arizona, os Estados Unidos entrarão em produção em massa após 2024, utilizando a tecnologia EUV da TSMC. O número de wafers produzidos crescerá rapidamente e o investimento em equipamentos EUV aumentará.
Como líder global na indústria de fundição, a TSMC ocupa uma posição de domínio absoluto em termos de receita. Ao mesmo tempo, sua margem de lucro bruto também se mantém em um patamar elevado (cerca de 50%) há bastante tempo. De fato, desde 2005, a margem de lucro bruto média da empresa se estabiliza acima de 45%, mantendo um ritmo de crescimento constante. Naquela época, a TSMC vivenciava um período de rápido crescimento da receita proveniente da tecnologia de processo de 90 nm, e foi a partir daí que a fabricação de chips correspondente começou a migrar de wafers de 8 polegadas para wafers de 12 polegadas. Hoje, essa transição está praticamente concluída (claro que isso se refere a processos avançados, e a transição de chips com processos consolidados para wafers de 12 polegadas começou nos últimos anos).
No segundo semestre de 2020, a UMC conquistou os pedidos de processos maduros da Qualcomm e NVIDIA, e gigantes do IDM como Texas Instruments, STMicroelectronics e Sony continuaram a expandir os pedidos, principalmente usando processos maduros como 28nm, 40nm ou 55nm. Processo, a maioria dos produtos são chips analógicos.
Além disso, o consumo de ICs de gerenciamento de energia para telefones celulares 5G aumentou de 3 a 40%, e o consumo de MOSFETs e ICs de gerenciamento de energia em notebooks aumentou de 2 a 30%. Além disso, ICs de driver de painel de grande porte e sensores de imagem CMOS de monitoramento de baixo pixel estão em falta, incluindo TSMC, UMC e outras capacidades de fundição de 8 polegadas no segundo semestre de 2020.
Devido ao fluxo contínuo de pedidos de fundição para drivers IC, PMIC (IC de gerenciamento de energia), RF, aplicações IoT, etc., a capacidade de produção de wafer de 8 polegadas da UMC está totalmente carregada e o processo de 28 nm continua a concluir as decisões de design do cliente, e o acompanhamento é estável Produção off-line, no quarto trimestre do ano passado, a receita de processos de 28 nm e inferiores aumentou 60% ano a ano, e a receita geral aumentou 13% ano a ano.
Isso faz com que a capacidade de produção da UMC esteja em plena capacidade, e sua capacidade de produção no primeiro semestre de 2021 também foi totalmente carregada. Na verdade, a capacidade de fundição de wafer de 8 polegadas da UMC está totalmente carregada até o segundo semestre de 2021. Com isso vêm os aumentos de preços.
Para otimizar a capacidade de produção, a UMC anunciou que começará a aumentar os preços no quarto trimestre de 2020. Até o momento, a empresa já aumentou os preços duas vezes para a maioria dos clientes. De acordo com reportagens da mídia taiwanesa, a UMC deverá aumentar novamente o preço da fundição, incluindo os chips de 8 e 12 polegadas, com um acréscimo de pelo menos 10%. Quanto ao mercado no segundo semestre, embora ainda não haja uma conclusão definitiva, a maioria dos clientes da empresa prevê que a UMC aumentará os preços trimestre a trimestre.
A UMC encontrou um período de enormes dividendos no desenvolvimento da indústria, e a demanda por chips de processo maduros no mercado e produtos relacionados disparou. E esta situação ainda continua. Nos próximos anos, a UMC, como segundo irmão da indústria de fundição de wafer puro, continuará seu impulso ascendente.
O relatório financeiro do segundo trimestre de 2021 da UMC mostra que a receita foi de NT$ 50.91 bilhões, um aumento de 8.1% em relação ao trimestre anterior, um aumento anual de 14.7% e uma margem de lucro bruto de 31.3%. A margem de lucro bruto da UMC ultrapassou os 30%, o que é um indicador muito importante, pois a última vez que a empresa se aproximou deste valor foi de 29.16% no quarto trimestre de 2011. Nos últimos 10 anos, a sua margem de lucro bruto foi superior a 15%. ~ Oscilou entre 20% e atingiu 22.1% em todo o ano de 2020.
Desconstruindo a estratégia de capacidade produtiva da UMC, resta ainda a antiga linha de produção e a nova fábrica, que estão divididas em dois canais. Através da ação ativa de desgargalamento da antiga linha de produção, a capacidade de produção pode ser aumentada em 3% em 2021 e mais 6% em 2022, principalmente 28nm. A implementação do orçamento de capital de NT$ 31.895 bilhões aprovado pelo conselho de administração da UMC será usada para aumentar a capacidade de produção. Espera-se que as despesas de capital este ano permaneçam no valor aumentado de 2.3 mil milhões de dólares.
Para a nova fábrica, o novo plano de fábrica Nanke de NT$ 100 bilhões anunciado no início do ano irá implantar um processo de 28nm com capacidade de produção mensal de 27,500 peças.
Mike Hogan, vice-presidente sênior da GlobalFoundries Automotive, afirmou: "Estamos fazendo grandes progressos na expansão da capacidade de produção para o setor automotivo em 2021, com um volume de wafers enviados para esse segmento superior ao de 2020. Mais que dobramos em relação ao ano anterior, e esperamos novas expansões de capacidade em 2022 e nos anos seguintes. A GF está investindo mais de US$ 6 bilhões globalmente para aumentar a capacidade, incluindo US$ 4 bilhões para expandir a unidade da GF em Singapura e US$ 1 bilhão para expansão nos EUA e na Alemanha. Toda essa capacidade de produção de wafers está disponível para o setor automotivo."
Sob a pressão dos principais clientes, a competição pela expansão da produção das fundições de wafer se espalhou de processos avançados para processos maduros. Recentemente, a pedido dos principais fabricantes de eletrônicos automotivos, os principais fabricantes aumentaram a magnitude da expansão da produção.
Além disso, a GF solicitou financiamento para projetos de microeletrônica no âmbito da Segunda Edição do Projeto Importante de Interesse Europeu Comum (IPCEI), na esperança de expandir sua capacidade de produção local a partir de 2024. O CEO da GLOBALFOUNDRIES, Tom · Caulfiled, disse que a empresa investirá US$ 1 bilhão em Dresden nos próximos dois anos para atingir a atual capacidade máxima da fábrica. Em termos de tecnologia de processo, abrange FDSOI de 55nm a 22nm.
Em 17 de março deste ano, a SMIC anunciou que a empresa e o governo de Shenzhen (através do Shenzhen Reinvestment Group) planejavam desenvolver e operar projetos através da SMIC Shenzhen por meio do investimento proposto. De acordo com o plano, a SMIC Shenzhen realizará o desenvolvimento e operação do projeto, com foco na produção de circuitos integrados de 28nm e superiores e na prestação de serviços técnicos, visando atingir uma capacidade final de produção mensal de aproximadamente 40,000 wafers de 12 polegadas. . A produção está prevista para começar em 2022.
A SMIC também estabeleceu uma joint venture em Pequim em agosto de 2020, com foco em 28 nm, com um investimento de 7.6 bilhões de dólares.
Percebe-se que a SMIC expandirá vigorosamente a capacidade de produção relacionada ao processo de 28nm.
Em termos de receita, o lucro bruto da SMIC no segundo trimestre de 2021 foi de US$ 405.0 milhões, um aumento de 61.9% em comparação com US$ 250.1 milhões no primeiro trimestre de 2021, e em comparação com o segundo trimestre de 2020 de US$ 248.6 milhões, um aumento de 62.9%. A margem bruta foi de 30.1% no segundo trimestre de 2021, 22.7% no primeiro trimestre de 2021 e 26.5% no segundo trimestre de 2020. A margem de lucro bruto da SMIC ultrapassou 30%, o que também é um momento histórico.
Em termos de 5 nm, a versão 5LPE de baixo consumo da Samsung tem uma melhoria de desempenho de 10% em relação a 7 nm, enquanto com o mesmo clock e complexidade, o consumo de energia pode ser reduzido em 20%. É relatado que 5LPE adicionou vários novos módulos ao processo original, incluindo FinFETs com estrutura de isolamento Smart Diffusion Break (SDB) para fornecer desempenho adicional, configurações de contato flexíveis de primeira geração (semelhantes à tecnologia da Samsung) do COAG da Intel, Contacts on Active Gate) para dispositivos de aleta de baixa potência.
O 5LPE é amplamente compatível com o 7LPP, diz a Samsung, de modo que os designs 5LPE podem reutilizar pelo menos parte do IP projetado para o processo original, reduzindo custos e acelerando o tempo de lançamento no mercado. No entanto, para IP que pode aproveitar ao máximo vantagens como SDB, a Samsung recomenda um redesenho.
Além disso, o chefe da fundição da Samsung disse que a empresa concluiu o design dos produtos de 5nm de segunda geração e 4nm de primeira geração.
Do lado do cliente, em 2020, a Samsung utilizará 60% de sua capacidade de fundição para uso interno, principalmente para chips Exynos para smartphones. O restante da capacidade é distribuído aos clientes, incluindo Qualcomm (20%), e os outros 20% são compartilhados por Nvidia, IBM e Intel. À medida que a Samsung aumenta a capacidade de produção de 7nm, 5nm e outros processos em 2021, a sua taxa de autoutilização diminuirá, possivelmente para 50%, satisfazendo mais as necessidades dos clientes.
Além disso, a Samsung também está investindo ativamente na construção de novas fundições de wafer na Coreia do Sul e nos Estados Unidos, principalmente para processos de 5nm e 3nm.
Com a nomeação do novo CEO da Intel, despertou o entusiasmo da empresa por uma expansão em grande escala de suas fábricas, especialmente nos Estados Unidos. Porque pretende desenvolver vigorosamente o seu negócio de fundição, decidiu investir 20 mil milhões de dólares em Duas novas fábricas no Arizona estão planeadas para entrar em produção em 2024. As novas fábricas utilizarão tecnologia de processo avançada. As fábricas adicionais ficarão no campus da empresa em Ocotillo (Chandler, Arizona), o que aumentará o número de fábricas locais de quatro para seis.
Além disso, a Intel anunciou planos de investir 20 mil milhões de dólares para construir novas fábricas na Europa e investir em vários estados membros da UE simultaneamente. A empresa disse que espera obter mais financiamento e apoio político da UE, e também espera que a UE possa fornecer um terreno com infraestrutura envolvente completa e uma área de mais de 4 quilómetros quadrados para a construção de oito fábricas. A Intel está em negociações com o estado alemão da Baviera sobre uma possível fábrica perto de Munique. A Baviera propôs uma base aérea abandonada em Pensing-Landersberg, a oeste de Munique, como possível localização para a fábrica.
Todas essas ações visam desenvolver o negócio de fundição.
Nos primeiros anos, quando o IDM tinha capacidade ociosa, fornecia serviços de fundição para o mundo exterior, mas nos últimos anos, com o aumento substancial na demanda de capacidade e o surgimento de aplicações, chips e processos inovadores, a capacidade IDM tradicional o serviço de terceirização dificilmente atende à demanda do mercado, e o serviço de fundição profissional é cada vez mais proeminente no mercado, razão fundamental pela qual a Intel está determinada a atacar em grande escala a indústria de fundição. Na verdade, a empresa entrou no negócio de Fundição há anos, mas não lhe deu atenção e investimento suficientes, tornando-a pouco competitiva no mercado. Este ano, o lançamento do IDM 2.0 reflete a determinação da empresa em desenvolver o negócio de fundição.
A situação difícil da fundição de wafers ainda continua, e a construção de fábricas globais de wafers também está em pleno andamento. A indústria de semicondutores entrou em um ciclo maluco raro na história. O pessoal da indústria gosta disso.
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