อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกกำลังอยู่ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อของการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีใหม่และสาขาใหม่ ๆ กำลังเร่งการขยายตัวอย่างไม่หยุดยั้ง ปัจจัยสำคัญ เช่น อุปสงค์และอุปทาน กำลังส่งเสริมการปรับโครงสร้างของห่วงโซ่อุตสาหกรรมต่อไป ความเสี่ยงและโอกาสมีอยู่ควบคู่กันไปในตลาดโลก

การพัฒนาของอุตสาหกรรมใดๆ นั้นแยกไม่ออกจากการสร้างสรรค์นวัตกรรม อาจกล่าวได้ว่านวัตกรรมเป็นแรงขับเคลื่อนหลักของเทคโนโลยีใหม่ๆ ทุกชนิด ด้วยนวัตกรรมและการพัฒนาเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงค่อยๆ กลายเป็นอุตสาหกรรมเชิงกลยุทธ์และผู้นำที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายและมีอิทธิพลต่ออุตสาหกรรมในวงกว้างที่สุด

ระหว่างวันที่ 9-11 มิถุนายน 2021 การประชุมเซมิคอนดักเตอร์โลกประจำปี 2021 และงานแสดงสินค้าเซมิคอนดักเตอร์นานาชาติหนานจิง จัดขึ้นที่ศูนย์แสดงสินค้านานาชาติหนานจิง ภายใต้หัวข้อ "นวัตกรรมและการเปลี่ยนแปลง ความร่วมมือเพื่อผลประโยชน์ร่วมกัน" เราจะร่วมกันหารือเกี่ยวกับนวัตกรรมและความร่วมมือ การพัฒนา และผลประโยชน์ร่วมกันในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ระดับโลก (หมายเหตุ: ข้อความตอบกลับเบื้องหลัง "เวทีนวัตกรรม"สามารถขอรับเอกสารประกอบการบรรยายที่เกี่ยวข้องสำหรับเวทีนวัตกรรมของการประชุมเซมิคอนดักเตอร์โลกครั้งนี้ได้ รายละเอียดเพิ่มเติมสามารถดูได้ที่ท้ายบทความ"

ด้วยการบูรณาการและการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีเกิดใหม่ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ (AI) 5G และอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (IoT) การเปลี่ยนแปลงทางดิจิทัลทั่วโลกจึงเร่งตัวขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดการพัฒนาของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ในฐานะที่เป็นกระดูกสันหลังของเศรษฐกิจในอนาคต เทคโนโลยีของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ได้สร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญอย่างต่อเนื่อง

ทิศทางใหม่ในยุคหลังมัวร์

นับตั้งแต่การพัฒนาของกฎของมัวร์ เทคโนโลยีได้มาถึงขีดจำกัดทางกายภาพแล้ว และประสิทธิภาพของชิปและการใช้พลังงานก็พบกับข้อจำกัด ในทางกลับกัน วิธีการทางเทคนิคและต้นทุนทางเศรษฐกิจก็เป็นปัจจัยที่จำกัดการพัฒนาของกฎของมัวร์เช่นกัน อู๋ ฮั่นหมิง สมาชิกสภาวิศวกรรมแห่งประเทศจีนและคณบดีคณะไมโครนาโนอิเล็กทรอนิกส์ มหาวิทยาลัยเจ้อเจียง กล่าวว่า ในยุคหลังกฎของมัวร์ การพัฒนาเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ชะลอตัวลง และพื้นที่แห่งนวัตกรรมและโอกาสในการไล่ตามก็ขยายตัวมากขึ้น การประมวลผลประสิทธิภาพสูง การประมวลผลแบบพกพา และการตรวจจับอัตโนมัติได้กลายเป็นทิศทางขับเคลื่อนสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีชิป เพื่อปรับปรุง PPAC (ประสิทธิภาพ พลังงาน พื้นที่ ต้นทุน) ของชิป ชิปจะต้องเผชิญกับความท้าทายหลักสามประการในกระบวนการผลิต

ประการแรกคือ กราฟิกที่มีความแม่นยำสูง กระบวนการที่ใช้เครื่องโฟโตลิโทกราฟีเป็นอุปกรณ์หลักในปัจจุบันส่วนใหญ่ใช้ความยาวคลื่น 193 นาโนเมตรในการสร้างลวดลายขนาด 20 นาโนเมตรและ 30 นาโนเมตร ซึ่งเป็นเรื่องที่ยากมากในทางเทคนิค

ประการที่สองคือวัสดุใหม่ การปรับปรุงประสิทธิภาพที่ได้จากการลดขนาดมีข้อจำกัด และจำเป็นต้องค้นหาวัสดุใหม่เพื่อรองรับความต้องการด้านประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น วัสดุใหม่และกระบวนการใหม่เป็นหัวข้อหลักของการผลิตชิปวงจรรวม

ประการที่สามคือการปรับปรุงอัตราผลผลิต อัตราผลผลิตเป็นมาตรฐานในการทดสอบว่ากระบวนการผลิตนั้นมีความสมบูรณ์แล้วหรือไม่ และยังเป็นความท้าทายที่ยากที่สุดที่บริษัทผู้ผลิตชิปต้องเผชิญ

ตามที่เหมา จุนฟา สมาชิกสภาวิทยาศาสตร์แห่งประเทศจีน สมาชิกคณะกรรมการประจำพรรคคอมมิวนิสต์จีน และรองอธิการบดีมหาวิทยาลัยเซี่ยงไฮ้เจียวตง กล่าวไว้ มีเส้นทางการพัฒนาในอนาคตสองเส้นทางสำหรับชิปเซมิคอนดักเตอร์ เส้นทางแรกคือการดำเนินตามกฎของมัวร์ต่อไป และเส้นทางที่สองคือการก้าวข้ามกฎของมัวร์ ซึ่งมีหลายวิธีในการก้าวข้ามกฎของมัวร์ และการรวมระบบต่างชนิดกันก็เป็นหนึ่งในนั้น

การรวมวงจรต่างชนิดกันสามารถผสานรวมข้อดีของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ กระบวนการ โครงสร้าง และส่วนประกอบหรือชิปที่แตกต่างกัน และสร้างฟังก์ชันที่ทรงพลังและซับซ้อนได้ พร้อมประสิทธิภาพโดยรวมที่ยอดเยี่ยม ก้าวข้ามขีดจำกัดด้านประสิทธิภาพของกระบวนการเซมิคอนดักเตอร์แบบเดี่ยว และมีข้อดีคือความยืดหยุ่นสูง ความน่าเชื่อถือสูง และวงจรการวิจัยและพัฒนาที่สั้น เหมา จุนฟา กล่าวว่า การวิจัยเกี่ยวกับการรวมวงจรต่างชนิดกันมีความสำคัญอย่างยิ่ง การพัฒนาวงจรรวมได้เปลี่ยนจากกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกันเพียงอย่างเดียวไปสู่การผสานรวมกระบวนการที่แตกต่างกันหลายอย่าง จากการรวมแบบระนาบสองมิติไปสู่การรวมแบบสามมิติ และจากแบบบนลงล่างไปสู่แบบล่างขึ้นบน

เจิ้ง หลี่ รองประธานสมาคมอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์แห่งประเทศจีน และกรรมการและซีอีโอของบริษัท Changdian Technology กล่าวว่า ในยุคหลังมัวร์ ความหนาแน่นและการรวมวงจรของชิปมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ และเทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงไม่ได้เป็นเพียงแค่ "การปิดผนึก" และ "การติดตั้ง" อีกต่อไป แต่กำลังมุ่งไปสู่ ​​"การรวมวงจร" และ "การเชื่อมต่อ" บริษัทข้ามชาติยักษ์ใหญ่ เช่น AMD, TSMC และ Intel กำลังดำเนินการอย่างจริงจังในการรวมวงจรแบบต่างชนิดและพัฒนาเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ระดับแบ็กเอนด์ เพื่อให้ได้การรวมวงจรชิปและการเชื่อมต่อในระดับสูง

อย่างไรก็ตาม กระบวนการผลิตและการรวมการเชื่อมต่อความหนาแน่นสูงเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอ การผลิตเวเฟอร์และการผลิตผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปในภายหลังจะต้องเชื่อมโยงกันตั้งแต่ขั้นตอนการวางแผนและการออกแบบชิปในระยะเริ่มต้น เพื่อให้มั่นใจในผลผลิตและปรับปรุงประสิทธิภาพ

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์อยู่ในภาวะวิกฤต

กฎของมัวร์กำลังถดถอย และเทคโนโลยีชิปเซมิคอนดักเตอร์ต้องการนวัตกรรมอย่างเร่งด่วน อย่างไรก็ตาม ตลาดเซมิคอนดักเตอร์กำลังเผชิญกับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในรอบศตวรรษ ในช่วงต้นปี 2020 การระบาดของโรคระบาดทำให้เกิดการขาดแคลนชิปไปทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ บริษัทผู้ผลิตรถยนต์หลายแห่ง รวมถึง Hyundai, Kia, General Motors และ Ford ได้ระงับการผลิตเนื่องจากชิปไม่เพียงพอ ส่งผลให้เกิดความสูญเสียอย่างมหาศาล

จากรายงานการวิจัยของโกลด์แมน แซคส์ พบว่า อุตสาหกรรมมากถึง 169 แห่งทั่วโลกได้รับผลกระทบจากปัญหาการขาดแคลนชิปไม่มากก็น้อย ตั้งแต่ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในรถยนต์ไปจนถึงชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค และแม้กระทั่งการผลิตสบู่เบียร์ ผลกระทบจากการขาดแคลนชิปไม่ได้ลดลง แต่กลับทวีความรุนแรงขึ้น

หลี่ เค่อ รองประธานบริษัท ซีซีไอ คอนซัลติ้ง จำกัด เชื่อว่าสาเหตุของการขาดแคลนชิปมีอยู่ไม่เกินสามประการ ได้แก่ ปัจจัยด้านความต้องการของตลาด ปัญหาด้านอุปทาน และปัญหาความเชื่อมโยงระหว่างอุปทานและความต้องการ จากสถิติขนาดตลาดพบว่า อัตราการเติบโตของตลาดเซมิคอนดักเตอร์สูงถึง 31.9% และ 22% ในปี 2010 และ 2017 ตามลำดับ และไม่มีการขาดแคลนชิปในตลาดเซมิคอนดักเตอร์ในช่วงสองปีนั้น เห็นได้ชัดว่า การขาดแคลนชิปในปี 2020 ไม่ได้เกิดจากการเติบโตอย่างรวดเร็วของตลาดและความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน แต่เป็นปัญหาด้านอุปทานและความเชื่อมโยงระหว่างอุปทานและความต้องการ

จู หลง รองประธานระดับโลกและประธานบริษัท SEMI ประจำประเทศจีน กล่าวว่า การขาดแคลนชิ้นส่วนหลักสะท้อนให้เห็นถึงกำลังการผลิตที่ไม่เพียงพอ และเมื่อกำลังการผลิตไม่เพียงพอ ก็ย่อมส่งผลกระทบอย่างครอบคลุม ตั้งแต่เทคโนโลยีการผลิตขั้นสูงไปจนถึงวัสดุ และแม้แต่ชิ้นส่วนสำคัญสำหรับการบรรจุภัณฑ์และการทดสอบ ก็เกิดความกังวลเกี่ยวกับการขาดแคลนชิ้นส่วนหลักขึ้นมา ยกตัวอย่างเช่น การขาดแคลนชิ้นส่วนหลักในอุตสาหกรรมยานยนต์ นอกเหนือจากความต้องการที่สูงและกำลังการผลิตที่ไม่เพียงพอแล้ว การขาดความสามารถในการบริหารจัดการห่วงโซ่อุปทานของบริษัทผู้ผลิตรถยนต์ก็เป็นอีกหนึ่งสาเหตุของสถานการณ์ "การขาดแคลนชิ้นส่วนหลัก" ในปัจจุบัน

ผู้ผลิตต้นน้ำและปลายน้ำในห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมด ตั้งแต่การผลิตชิป การบรรจุและการทดสอบ การออกแบบ ไปจนถึงรถยนต์ เครือข่าย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ฯลฯ ต่างได้รับผลกระทบจากปัญหาการขาดแคลนชิปและได้ดำเนินการแก้ไขแล้ว ผู้ผลิตชั้นนำ เช่น TSMC, Samsung, Texas Instruments และ SMIC กำลังขยายกำลังการผลิตและแสวงหาความก้าวหน้าใหม่ๆ อย่างแข็งขัน AMD และโรงงานผลิตชิปแบบไร้โรงงานอื่นๆ รวมถึงบริษัทรถยนต์ปลายน้ำก็กำลังแสวงหาความร่วมมืออย่างแข็งขันเพื่อให้มั่นใจได้ว่าจะมีกำลังการผลิตเพียงพอ

จากความเห็นในแวดวงอุตสาหกรรมหลายๆ แห่ง คาดว่าภาวะขาดแคลนชิปจะยังคงดำเนินต่อไปอีกหนึ่งถึงสองปี ตลาดต้นน้ำและปลายน้ำกำลังผลักดันให้ราคาสินค้าสูงขึ้น และชิปยังคงอยู่ในสถานะที่ขายได้แต่ประเมินค่าไม่ได้ สำหรับวิสาหกิจขนาดเล็กและขนาดกลาง ปี 2020 จะเป็นปีที่ยากลำบากอย่างแน่นอน ผู้ผลิตชั้นนำจำเป็นต้องเร่งเปลี่ยนแปลงเพื่อปรับตัวให้เข้ากับแนวโน้มการพัฒนาใหม่ๆ ของตลาด

แสวงหาการพัฒนาผ่านนวัตกรรมและการเปลี่ยนแปลง

จากผลการคาดการณ์ของสถาบันต่างๆ ตลาดเซมิคอนดักเตอร์ในปี 2021 จะ "เติบโตอย่างต่อเนื่อง" โดยคาดว่าจะมีอัตราการเติบโต 15% ถึง 20% ในปี 2021 และขนาดตลาดจะเกิน 500 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ ซึ่งจะเป็นสถิติใหม่

นับตั้งแต่ปี 2020 เป็นต้นมา บริษัทต่างๆ ในห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกได้เร่งปรับโครงสร้างเพื่อรับมือกับการเปลี่ยนแปลงและแสวงหาการพัฒนา โดยอิงจากความต้องการของตลาด โรงงานผลิตเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้ว ซึ่งนำโดยไต้หวันและเกาหลีใต้ กำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง และกำลังการผลิตเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วของจีนก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ยังคงเพิ่มการลงทุนและเพิ่มทุนวิจัยและพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ซัมซุง อินเทล และผู้ผลิตรายอื่นๆ ต่างเพิ่มการลงทุนและขยายโรงงานผลิตชิปทั่วโลก

สถานการณ์ตลาดในปัจจุบันเป็นทั้งโอกาสและความท้าทายสำหรับผู้ผลิตในประเทศ ในปี 2020 ขนาดตลาดของอุตสาหกรรมการผลิตชิปในประเทศจีนอยู่ที่ 256 พันล้านหยวน และขนาดตลาดของอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และการทดสอบอยู่ที่ 250.9 พันล้านหยวน ซึ่งหมายความว่าอุตสาหกรรมการผลิตชิปของจีนได้แซงหน้าอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์และการทดสอบเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ และโครงสร้างอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศก็ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง การพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมการผลิตชิปได้สนับสนุนการพัฒนาอุตสาหกรรมวงจรรวมของจีนอย่างแข็งแกร่ง และยังเป็นหลักประกันที่มั่นคงสำหรับความมั่นคงของห่วงโซ่อุปทานและห่วงโซ่อุตสาหกรรมอีกด้วย

เทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น 5G ปัญญาประดิษฐ์ และการขับขี่อัตโนมัติ กำลังถูกบูรณาการเข้าสู่ตลาด วัสดุ เทคโนโลยี และกระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ก็ได้รับการปรับปรุงและพัฒนาอย่างรวดเร็วเช่นกัน ในอนาคต โครงสร้างตลาดจะมีการบูรณาการใหม่ หลี่ เค่อ กล่าวว่า บริษัทต่างๆ ตลอดทั้งห่วงโซ่อุตสาหกรรมควรมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับแนวโน้มตลาดในอนาคต และควรแสวงหาโอกาสใหม่ๆ อย่างกระตือรือร้น

สรุป

อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ทั่วโลกกำลังอยู่ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อของการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีใหม่และสาขาใหม่ ๆ กำลังเร่งการขยายตัวอย่างไม่หยุดยั้ง ปัจจัยสำคัญ เช่น อุปสงค์และอุปทาน กำลังส่งเสริมการปรับโครงสร้างห่วงโซ่อุตสาหกรรมต่อไป ความเสี่ยงและโอกาสมีอยู่ร่วมกันในตลาดโลก ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หัวข้อการทดแทนการผลิตในประเทศยังคงเป็นประเด็นร้อน ปี 2021 เป็นปีแรกของแผนพัฒนาเศรษฐกิจและสังคมแห่งชาติฉบับที่ 14 แต่ละองค์กรควรใช้ตนเองเป็นหลักในการชี้นำการปรับปรุงโครงสร้างอุตสาหกรรม การพัฒนานวัตกรรมทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง การเสริมสร้างความแข็งแกร่งด้านเทคนิค และการสนับสนุนการนำไปใช้งานในประเทศ

ข้อสงวนสิทธิ์: บทความนี้พิมพ์ซ้ำจาก "TechSugar" บทความนี้เป็นเพียงความคิดเห็นส่วนตัวของผู้เขียนเท่านั้น และไม่ได้แสดงถึงความคิดเห็นของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม การพิมพ์ซ้ำและการเผยแพร่มีจุดประสงค์เพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิ์ในทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุแหล่งที่มาและผู้เขียนต้นฉบับก่อนพิมพ์ซ้ำ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

หมายเลขโทรศัพท์ของบริษัท: +86-0755-83044319
โทรสาร: +86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 ผู้จัดการหลี่

QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว

ที่อยู่: ห้อง 809 อาคาร C อาคารเทคโนโลยีจ้านเทา เลขที่ 1079 ถนนหมินจือ เขตหลงหัวใหม่ เมืองเซินเจิ้น