Theo báo cáo nghiên cứu mới nhất được công bố bởi đơn vị khảo sát và nghiên cứu thị trường "Counterpoint", ngành công nghiệp đúc toàn cầu sẽ tăng trưởng vượt kỳ vọng trong năm 2020, với doanh thu đạt 82 tỷ USD, tăng đáng kể 23% so với năm trước. Hơn nữa, dự kiến ​​ngành này sẽ tiếp tục tăng trưởng 12% trong năm 2021 so với năm 2020, đạt 92 tỷ USD.

Báo cáo chỉ ra rằng lý do chính cho sự tăng trưởng đáng kể của thị trường sản xuất tấm bán dẫn toàn cầu từ năm 2020 đến năm 2021 là do, một mặt, môi trường công nghiệp nói chung vẫn rất mạnh mẽ. Nguyên nhân là do các sự kiện bao gồm dịch COVID-19, tranh chấp thương mại Trung-Mỹ và các sự kiện khác đã thúc đẩy các nhà sản xuất hạ nguồn tăng lượng hàng tồn kho. Điều này đã dẫn đến sự gia tăng số lượng đơn đặt hàng tấm bán dẫn và sự phát triển nhanh chóng của công nghệ xử lý tiên tiến. Mặt khác, toàn ngành công nghiệp đang có cái nhìn thực tế hơn về việc tăng năng lực sản xuất. Các xưởng sản xuất tấm bán dẫn hạng hai ít sẵn sàng xây dựng các nhà máy mới để tăng năng lực sản xuất. Ngược lại, họ sẵn sàng tăng giá tấm bán dẫn để giảm bớt áp lực cầu thị trường.

Riêng Apple đã tiêu thụ 53% lượng tấm wafer công nghệ 5nm trên toàn thế giới.

Năm 2020, công nghệ sản xuất 5nm tiên tiến nhất của TSMC và Samsung đã được đưa vào sản xuất hàng loạt. Trong đó, các chip A14 và M1 của Apple, Snapdragon 888 của Qualcomm và Kirin 9000 của Huawei đều sử dụng công nghệ sản xuất 5 nanomet. Tuy nhiên, do ảnh hưởng của lệnh cấm vận của Mỹ, kể từ ngày 15 tháng 9 năm 2020, TSMC đã không thể tiếp tục sản xuất chip cho Huawei. Dự kiến ​​Huawei sẽ không còn nằm trong danh sách khách hàng sử dụng wafer công nghệ 5 nanomet vào giữa năm 2021. Điều này cũng khiến Apple và Qualcomm trở thành những khách hàng lớn nhất của wafer công nghệ 5 nanomet.

Theo ước tính trong báo cáo "Counterpoint", tổng lượng wafer sản xuất bằng quy trình 5 nanomet sẽ chiếm 5% tổng lượng wafer 12 inch trên toàn thế giới vào năm 2021, tăng đáng kể so với mức dưới 1% năm 2020. Trong đó, Apple sẽ là khách hàng lớn nhất của wafer sản xuất bằng quy trình 5 nanomet vào năm 2021. Chỉ riêng một công ty đã chiếm 53% thị phần toàn cầu, và tất cả các đơn đặt hàng sẽ do TSMC cung cấp. Ngoài ra, bên cạnh bộ vi xử lý A14 được trang bị trên dòng iPhone 12 và bộ vi xử lý M1 mới ra mắt được trang bị trên các sản phẩm Mac, Apple dự kiến ​​sẽ ra mắt thế hệ bộ vi xử lý A14X hoặc A15 mới sử dụng công nghệ sản xuất 5 nanomet vào năm 2021. Thêm vào đó, còn có các bộ vi xử lý M1X và thậm chí cả M2, v.v., điều này sẽ thúc đẩy nhu cầu của Apple về năng lực sản xuất wafer quy trình 5 nanomet tiếp tục tăng.

Theo ước tính thị trường, dòng iPhone 13 năm 2021 của Apple có khả năng sẽ sử dụng chip Snapdragon của Qualcomm với công nghệ sản xuất chip 24% nanomet.

Đối với Samsung, hãng này dự kiến ​​sẽ trở thành khách hàng lớn thứ ba thế giới về chip xử lý 5nm, chiếm khoảng 5%. Cuối năm 2020, Samsung đã ra mắt Exynos 1080, bộ xử lý 5 nanomet được thiết kế dành cho các nhà sản xuất điện thoại di động Trung Quốc, và kể từ đó đã được sử dụng trong dòng điện thoại thông minh vivo X60. Đầu năm 2021, bộ xử lý Exynos 2100 với quy trình 5 nanomet đã được ra mắt, cũng được trang bị trên dòng điện thoại thông minh Galaxy S21 của Samsung. Dự kiến ​​Samsung sẽ ra mắt thế hệ bộ xử lý mới như Exynos 1080 và Exynos 2100 vào cuối năm 2021. Ngoài ra, có tin đồn trên thị trường rằng do sự thành công của bộ xử lý M1 kiến ​​trúc ARM tự phát triển của Apple trên thị trường PC, Samsung có thể sẽ đi theo Apple và ra mắt bộ xử lý PC Exynos kiến ​​trúc ARM, cũng có thể được sản xuất bằng quy trình 5 nanomet.

Nhờ sự tăng trưởng nhanh chóng về thị phần trong thị trường PC, hãng sản xuất chip hàng đầu AMD cũng đang đẩy nhanh tiến độ phát triển công nghệ sản xuất chip để cạnh tranh mạnh mẽ hơn với Intel. Theo dữ liệu, AMD sẽ ra mắt bộ vi xử lý kiến ​​trúc Zen4 dựa trên quy trình 5 nanomet của TSMC vào năm 2021, và số lượng lõi có thể vượt quá 64 chỉ trong một lần ra mắt. Trong bối cảnh này, "Counterpoint" dự đoán rằng AMD sẽ chiếm 5% tổng sản lượng wafer 5nm vào năm 2021.

Ngoài ra, "Counterpoint" cũng dự đoán rằng NVIDIA và MediaTek sẽ lần lượt chiếm 3% và 2% số lượng wafer sản xuất chip 5nm trong năm 2021. Trong đó, có thông tin cho rằng NVIDIA sẽ ra mắt GPU kiến ​​trúc AdaLovelace mới sử dụng công nghệ 5 nanomet trong năm 2021, có thể sẽ được giao cho TSMC sản xuất. Thêm vào đó, MediaTek cũng dự kiến ​​sẽ ra mắt bộ vi xử lý 5G dòng Dimensity 2000 sử dụng công nghệ 5 nanomet trước cuối năm 2021. Tuy nhiên, việc NVIDIA và MediaTek ra mắt các sản phẩm mới vào cuối năm 2021 khiến số lượng wafer có sẵn với công nghệ 5nm trở nên tương đối hạn chế.

7. Các ứng dụng khách hàng của quy trình nanomet tiếp tục đa dạng hóa.

Ngoài nghiên cứu về quy trình 5 nanomet, báo cáo cũng đề cập đến quy trình 7 nanomet. Nội dung liên quan chỉ ra rằng do yêu cầu cao hơn về hiệu năng và mức tiêu thụ điện năng của điện thoại di động 5G, khách hàng chính của tấm wafer quy trình 5nm là các nhà sản xuất chip điện thoại thông minh. Ngược lại, ứng dụng của bộ xử lý hoặc chip được sản xuất bằng công nghệ quy trình 7 nanomet (bao gồm N7, N7+, N6) đa dạng hơn, bao gồm AI, CPU, GPU, bộ xử lý tần số cơ bản và bộ xử lý điện tử ô tô. Do đó, có nhiều khách hàng hơn cho tấm wafer quy trình 7nm, điều này cũng làm cho quy trình 7nm tiết kiệm chi phí hơn so với quy trình 5nm.

Báo cáo cuối cùng nhấn mạnh rằng tổng lượng wafer được sản xuất bằng quy trình 7 nanomet sẽ chiếm 11% tổng số wafer 12 inch trên toàn thế giới vào năm 2021. Trong trường hợp này, điện thoại thông minh sẽ chỉ tiêu thụ 35% lượng wafer quy trình 7nm, và phần lớn wafer quy trình 7nm sẽ được sử dụng bởi CPU hoặc GPU từ các nhà sản xuất như AMD và NVIDIA. Nhìn chung, AMD sẽ tiêu thụ 27% lượng wafer quy trình 7nm và đứng đầu thị trường, tiếp theo là NVIDIA với tỷ lệ tiêu thụ 21%. Qualcomm đứng thứ ba, chiếm 12%, và MediaTek đứng thứ tư, chiếm 10%. Vị trí thứ năm thuộc về Intel, chiếm 7%. Tiếp theo sát là Apple với 6%, Broadcom với 6%, Samsung với 5%, và Xilinx với 2%.

Điều cần lưu ý ở đây là theo tin tức mới nhất, mặc dù nghiên cứu và phát triển quy trình 7 nanomet hiện tại của Intel đã đạt được những tiến bộ quan trọng, nhưng việc cung cấp các chip liên quan cho khách hàng có thể phải đến năm 2023 mới thực hiện được sớm nhất. Báo cáo của "Counterpoint" chỉ ra rằng, được thúc đẩy bởi các điện thoại thông minh 5G mạnh mẽ hơn, tỷ lệ sử dụng công suất quy trình 5 nanomet của TSMC và Samsung sẽ tăng lên hơn 90% vào năm 2021. Trong khi đó, tỷ lệ sử dụng trung bình của công suất quy trình 7 nanomet sẽ nằm trong khoảng từ 95% đến 100%. Do công suất quy trình 7 nanomet tiếp tục khan hiếm, các nhà cung cấp chip và nhà sản xuất thiết bị với những nhu cầu mới nổi như chất bán dẫn tùy chỉnh (ASIC) và bộ xử lý dựa trên Arm sẽ khó có thể được phân bổ thêm công suất ở giai đoạn này.

Giá thành sản xuất chip sẽ tăng trưởng hai chữ số trong năm 2021.

Báo cáo cũng nhấn mạnh rằng, nhờ nhu cầu mạnh mẽ từ thị trường điện tử tiêu dùng và điện tử ô tô kể từ nửa cuối năm 2020, nhu cầu về các chip như IC quản lý nguồn, IC điều khiển màn hình, linh kiện điện và cảm biến hình ảnh COMS, vốn tập trung ở các nhà máy sản xuất wafer 8 inch, đã tăng vọt. Điều này, cùng với tình trạng thiếu hụt thiết bị sản xuất wafer 8 inch hiện nay, đã hạn chế sự mở rộng của các nhà máy sản xuất wafer 8 inch, dẫn đến tình trạng thiếu hụt liên tục năng lực sản xuất wafer 8 inch trên toàn cầu. Hơn nữa, sau khi một số chuyển đổi được thực hiện từ wafer 8 inch sang wafer 12 inch, dự kiến ​​trong tương lai cũng có thể xảy ra tình trạng thiếu hụt năng lực sản xuất wafer 12 inch. Điều này sẽ gây khó khăn cho việc giải quyết vấn đề cung cấp chip vượt quá cầu trên thị trường trong năm 2021.

Do không đáp ứng được nhu cầu mạnh mẽ và giá nguyên vật liệu tăng cao, các nhà máy sản xuất wafer đã bắt đầu tăng giá thành sản xuất wafer, đồng thời thời gian giao hàng cũng kéo dài hơn. Báo cáo chỉ ra rằng, kể từ cuối năm 2020, thời gian giao hàng của một số chip tiêu chuẩn trên thị trường đã kéo dài hơn nửa năm. Ngoài ra, để đối phó với tình trạng cung vượt cầu, các công ty bao gồm TSMC và UMC đã tăng giá sản xuất wafer 8 inch từ 10% đến 20% kể từ quý 3 năm 2020. Sau đó, các nhà máy sản xuất wafer như GlobalFoundries và World Advanced cũng tăng giá sản xuất wafer 8 inch khoảng 10%-15%. Đến tháng 12 năm 2020, có thông tin cho rằng TSMC sẽ hủy bỏ chương trình giảm giá đơn hàng đối với wafer 12 inch bắt đầu từ năm 2021. Điều này sẽ ảnh hưởng đến các quy trình sản xuất 7 nanomet, 10 nanomet, 28 nanomet, 40 nanomet và 55 nanomet. Đây tương đương với một hình thức tăng giá trá hình. Không chỉ vậy, trên thị trường còn có tin đồn rằng do công suất sản xuất liên tục bị quá tải, UMC và World Advanced Micro Devices đang chuẩn bị cho đợt tăng giá thứ hai, từ 10% đến 15%. UMC cũng thông báo với các khách hàng sản xuất wafer 12 inch rằng chu kỳ giao hàng sẽ kéo dài thêm khoảng một tháng.

Xét đến các điều kiện thị trường nêu trên và nhu cầu thị trường mạnh mẽ hiện tại, báo cáo "Counterpoint" dự đoán toàn bộ ngành công nghiệp sản xuất tấm bán dẫn sẽ đạt mức tăng trưởng hai chữ số trong năm 2021, bao gồm cả lượng tấm bán dẫn xuất xưởng và giá bán tấm bán dẫn. Mặc dù ngành công nghiệp sản xuất tấm bán dẫn không mang tính chu kỳ như ngành công nghiệp bộ nhớ, nhưng nếu dịch COVID-19 và căng thẳng thương mại toàn cầu không được giải quyết, mức tồn kho cao hiện tại sẽ trở thành điều bình thường, và dự báo sẽ là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng đến nhu cầu thị trường.

Việc thuê ngoài sản xuất tại nhà máy IDM tiếp tục gia tăng, thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp sản xuất tấm bán dẫn.

Cuối cùng, báo cáo "Counterpoint" cũng trích dẫn dự báo về lượng máy in thạch bản EUV của tập đoàn thiết bị bán dẫn khổng lồ ASML của Hà Lan và chi tiêu vốn cả năm 2021 của TSMC như một yếu tố dự báo sự thịnh vượng của ngành công nghiệp bán dẫn toàn cầu. Tại hội nghị quý IV năm 2020, TSMC tuyên bố rằng chi tiêu vốn năm 2021 dự kiến ​​sẽ đạt từ 25 tỷ USD đến 28 tỷ USD, nhờ sự tăng trưởng của điện thoại thông minh và điện toán hiệu năng cao.

Ngoài ra, do sự chậm trễ kéo dài trong việc sản xuất hàng loạt quy trình 7 nanomet của Intel, cùng với áp lực từ đối thủ cạnh tranh AMD trong việc giành thị phần trên thị trường PC, Intel có thể sẽ thuê ngoài một phần sản xuất mảng CPU/GPU của mình vào năm 2021. Vì vậy, TSMC và Samsung đang tích cực chuẩn bị để cạnh tranh cho đơn đặt hàng này. Do đó, TSMC và Samsung có thể bắt đầu mở rộng năng lực sản xuất công nghệ xử lý 5nm và 3nm vào năm 2021. Thêm vào đó, xu hướng thuê ngoài sản xuất hiện nay của các nhà sản xuất IDM đang tăng tốc, và các nhà cung cấp IC toàn cầu đang theo đuổi mô hình này để thu lợi nhuận cao hơn. Tình hình này có thể dẫn đến việc ngoài Intel, các cảm biến hình ảnh CMOS của Sony và chip MPU của Renesas Electronics cũng sẽ được thuê ngoài vào cuối năm 2021.

Dựa trên các yếu tố trên, dự kiến ​​doanh thu của ngành công nghiệp sản xuất tấm bán dẫn sẽ tiếp tục tăng trưởng trong năm 2021, và xu hướng tăng trưởng này chưa từng thấy kể từ bong bóng Internet năm 2000. Ngoài ra, xét đến việc các nhà sản xuất IDM tiếp tục tăng cường thuê ngoài thêm 100 triệu nhân dân tệ, báo cáo dự đoán rằng bắt đầu từ năm 2022, quy mô thị trường sản xuất tấm bán dẫn nói chung sẽ vượt quá 100 tỷ đô la Mỹ vào năm 2023. Trong đó, TSMC và Samsung sẽ tiếp tục duy trì lợi thế cạnh tranh mạnh mẽ nhờ công nghệ, vốn và vị thế trong ngành.