Kể từ năm 2020, giá trị sản lượng của ngành đúc wafer toàn cầu đã bước vào trạng thái phát triển mạnh mẽ. Có thể thấy từ Hình 1 rằng tốc độ tăng trưởng hàng năm của nó đã đạt 24%. Tốc độ tăng trưởng hàng năm vào năm 2021 sẽ đạt 22.4%, đây cũng là mức tăng trưởng cao. Năm nay, giá trị sản lượng của toàn bộ xưởng đúc wafer sẽ chính thức vượt mốc 100 tỷ USD. TrendForce dự đoán tốc độ tăng trưởng hàng năm vào năm 2022 sẽ là 13.3%. Có hai chìa khóa để thúc đẩy tăng trưởng trở lại vào năm 2022, một là năng lực sản xuất mới được mở và hai là tăng giá.

Hình 1: Giá trị sản lượng toàn cầu ước tính của ngành đúc

Vào năm 2021, nhiều nhà máy khác nhau đã đưa ra kế hoạch mở rộng sản xuất. Vào năm 2022, dự kiến ​​sẽ có 12 xưởng đúc wafer mới (xem Hình 2). Trong số đó, Đài Loan, Trung Quốc, do TSMC điều hành, toàn bộ xưởng đúc wafer. Từ góc độ giá trị đầu ra, giá trị đầu ra của Đài Loan là khoảng 60% và năng lực sản xuất chiếm 50%, điều đó có nghĩa là hầu hết các quy trình sản xuất tiên tiến tương đối đắt tiền vẫn ở Đài Loan. được thực hiện trong khu vực. Có một điểm khác đáng chú ý. Có thể thấy từ Hình 2 rằng vào năm 2022, thị phần đúc ở Đài Loan dường như giảm nhẹ 1% và Trung Quốc đại lục sẽ tăng 2%. Hầu hết năng lực sản xuất tăng lên đều tập trung ở nhà máy Nam Kinh ở Trung Quốc đại lục. Tuy nhiên, trọng tâm của TSMC vẫn là Đài Loan.

Hình 2: Các địa điểm sản xuất mới của xưởng đúc chính

Về quy trình nâng cao, mọi người quan tâm nhiều hơn đến quy trình 3nm do TSMC và Samsung đưa ra. TSMC vẫn sử dụng kiến ​​trúc FinFEX. Các sản phẩm 3nm do Samsung phát hành đều dựa trên kiến ​​trúc GAA, đây cũng là công ty duy nhất trong ngành nhập khẩu kiến ​​trúc này. TSMC chiếm gần 70% thị trường vi xử lý tiên tiến và Samsung chiếm khoảng 30%. Hầu hết kế hoạch mở rộng trong năm nay của hai công ty này vẫn tập trung ở phần 5nm và 4nm. Năm tới, hai công ty này sẽ tập trung. trong quy trình 3nm.

Hình 3: Phát triển quy trình bán dẫn

Công suất xưởng đúc đã được nạp đầy, tấm wafer 8 inch sẽ chặt hơn tấm wafer 12 inch vào năm 2022

Vào năm 2021, tỷ lệ sử dụng công suất của cả xưởng đúc 8 inch và 12 inch lên tới 95-100% và dấu hiệu này sẽ tiếp tục kéo dài đến năm 2022.

Theo dữ liệu được TRENDFORCE chia sẻ, các nhà sản xuất wafer 12 inch đã liệt kê TSMC, Samsung, UMC và SMIC. Từ đường chấm trong Hình 4, có thể thấy rằng sẽ có xu hướng giảm nhẹ trong nửa cuối năm 2022. Qiao An cho biết, trên thực tế, đây không phải là nhu cầu xấu, nguyên nhân chính là do có một số năng lực sản xuất mới hoặc các nhà máy mới lần lượt bắt đầu mở công suất sản xuất và mẫu số trở nên lớn hơn khi khối lượng quay phim không theo kịp nhanh chóng. , tỷ lệ sử dụng sẽ giảm một chút và hiện tại chúng tôi tin rằng toàn bộ tỷ lệ sử dụng sẽ duy trì trên 95%.

Hình 4: Công suất sử dụng của xưởng đúc chính 12 inch

Từ Hình 5, sự suy giảm công suất xưởng đúc 8 inch không quá rõ ràng, chủ yếu là do tốc độ tăng trưởng của công suất 8 inch tương đối hạn chế, tốc độ tăng trưởng của nhu cầu lớn hơn nguồn cung và tình trạng thắt chặt sẽ nghiêm trọng hơn 12 inch. . Về phía cầu, hầu hết các IC liên quan đến quản lý năng lượng được sử dụng trong điện thoại di động 5G và xe điện đều được sản xuất tại các nhà máy 8 inch, nhưng hầu hết các thiết bị trong các xưởng đúc wafer 8 inch đều đắt hơn, nhưng các tấm wafer 8 inch thì đắt hơn. đắt. Giá của những tấm vải 8 inch tương đối rẻ, dẫn đến việc mở rộng những tấm vải 8 inch không tiết kiệm chi phí. Ngược lại, do nhu cầu bùng nổ nên tình trạng thiếu dung lượng 8 inch còn nghiêm trọng hơn so với nhà máy 12 inch.

Hình 5: Công suất sử dụng của xưởng đúc chính 8 inch

Rõ ràng trong Hình 6 là tốc độ tăng trưởng kép hàng năm trong 5 năm của công suất tấm wafer 8 inch chỉ là 3% và độ dốc của tốc độ tăng trưởng hàng năm của nó nhỏ hơn đáng kể so với tốc độ tăng trưởng hàng năm của nhà máy 12 inch. 12 inch là chật. Do tình trạng thiếu hụt, nhà máy 12 inch đã đạt tốc độ tăng trưởng hàng năm là 12%. Điều này được hiểu rằng từ năm 2021 đến 2023, công suất sản xuất mới từ 100 nghìn đến 200 nghìn sẽ được mở ra hàng năm.

Hình 6: CAGR 2019-2023F của 10 công suất đúc hàng đầu

Kế hoạch mở rộng công suất quy trình năm 2022: 40nm và 28nm là trọng tâm

Qiao An chỉ ra: "Năm 2021, trong kế hoạch mở rộng công suất của từng quy trình, hầu hết các sản phẩm mới đều tập trung ở phần 90nm, 65nm hoặc 55nm, công suất sản xuất mới lên tới 80 nghìn, nhưng lý do tiếp tục Độ chặt năm nay là 90nm, 65nm, 55nm. Các sản phẩm có thể sản xuất được có thể nhẹ nhõm hơn một chút và trọng tâm là 40nm hoặc 28nm. Ví dụ: các sản phẩm Wi-Fi tập trung vào quy trình 40nm và 28nm vẫn đang ở trạng thái chặt chẽ. .”

Hình 7: Kế hoạch mở rộng công suất 2021F cho từng quy trình

“Nhưng nhìn vào năm 2022, trong ô màu đỏ, năng lực sản xuất mới vào năm tới sẽ chủ yếu tập trung ở các bộ phận 40nm và 28nm, vì vậy chúng tôi tin rằng việc mở rộng năng lực sản xuất mới này vào năm tới sẽ dẫn đến tình trạng thiếu hụt thị trường đúc wafer. điều kiện. Hãy đến để có một số dấu hiệu xoa dịu."

Hình 8: Kế hoạch mở rộng công suất 2022F cho từng quy trình

90nm, 65nm và 55nm là những bước mở rộng công suất chính trong năm nay, còn 40nm và 28nm là những bước hỗ trợ chính cho việc mở rộng công suất trong năm tới. Vì vậy, có thể hiểu rằng hiện tại nhà cung cấp 1Xnm là rất ít. Sau khi vào 1Xnm, cấu trúc bóng bán dẫn đã vào cấu trúc FinFEX nên chi phí mở rộng tương đối cao. Hiện tại, chỉ có TSMC, Samsung và các hãng khác là chưa có kế hoạch mở rộng sản xuất trong vài năm tới. Khi tốc độ thâm nhập của điện thoại di động 5G tăng lên hàng năm, nhu cầu về chip 1Xnm cũng sẽ tăng lên rất nhiều và nhu cầu về Wi-Fi, v.v. cũng tăng lên qua từng năm, điều này có thể gây ra tình trạng tắc nghẽn của quá trình 1Xnm trong 2022 và 2023.

Hình 9: Các thành phần bán dẫn được chế tạo trên quy trình đúc 12 inch

Tại sao quy trình 28nm lại quan trọng đến vậy?

Qiao An chỉ ra rằng không chỉ trong năm tới, mà ngay cả sau năm 2023, công suất sản xuất 28nm sẽ được tăng dần. Tại sao quy trình 28nm lại quan trọng đến vậy?

Như có thể thấy trong Hình 10, 28nm là quy trình tiên tiến nhất theo kiến ​​trúc MOSFET (Planar). So với kiến ​​trúc FinFET, tức là sau 1Xnm, chi phí tương đối rẻ. 28nm thuộc kiến ​​trúc MOSFET (Planar) thế hệ mới nhất, có thể cung cấp đủ hiệu năng của chip cần thiết cho một số lượng lớn sản phẩm IoT.

Ngoài ra, khi tiến vào dưới 40nm, khi hầu hết các xưởng đúc wafer hoặc nhà máy IDM đang mở rộng sản xuất thì chi phí cũng tương đối lớn. Nếu họ không có đủ khách hàng để hỗ trợ hoạt động của các nhà máy này thì rất có thể sẽ bị lỗ nên sau khi tiến vào dưới 40nm, nhiều nhà máy IDM đã liên tiếp gia công một số sản phẩm cho các xưởng đúc wafer này để sản xuất. Do đó, hầu hết các xưởng đúc wafer đều tích cực muốn mở rộng công suất sản xuất lên 40nm/28nm.

Hình 10: Tầm quan trọng của 28nm

Liệu năm 2022 có phải là dấu chấm hết cho tình trạng thiếu chip?

Theo dữ liệu từ TRENDFORCE, nhu cầu thị trường đối với các sản phẩm bán dẫn cuối cùng vào năm 2020 sẽ rất mạnh. Như có thể thấy trong Hình 4, ngoài TV có mức tăng trưởng âm 1.8%, máy chơi game, máy tính xách tay, thiết bị đeo, ô tô, màn hình, máy chủ, Điện thoại thông minh đang cho thấy sự tăng trưởng nhanh chóng. Trên thực tế, động lực chính là đại dịch vương miện mới đã thúc đẩy nhiều nhu cầu khác nhau, đặc biệt là sự tăng trưởng tích cực của máy chơi game, máy tính xách tay và thiết bị đeo lên tới 35%, 16.5% và 11.1%. Vào năm 2022, nhu cầu liên quan đến dịch bệnh này sẽ bước vào trạng thái suy yếu. Qiao An, nhà phân tích tại Phòng nghiên cứu chất bán dẫn của TrendForce, chỉ ra rằng điều đáng chú ý là “những thay đổi trong cơ cấu sản phẩm” là một trong những động lực chính cho sự phát triển nhu cầu bán dẫn, chẳng hạn như điện thoại di động 4G đến điện thoại di động 5G, ô tô truyền thống. sang xe điện và các sản phẩm khác Thay đổi kết hợp, thay đổi kết hợp sản phẩm sẽ tăng gấp đôi số lượng chip được sử dụng, ví dụ: TV kích thước lớn hơn yêu cầu độ phân giải cao hơn, đòi hỏi nhiều chip hơn.

Hình 11: Tổng quan về nhu cầu chất bán dẫn

Qiao An, nhà phân tích tại Phòng nghiên cứu chất bán dẫn của TrendForce, cho biết nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng thiếu chip là do tốc độ thâm nhập của điện thoại di động 5G, vốn tiếp tục phát triển kể từ nửa cuối năm 2019. Sau khi bước sang năm 2020, điều đó đã xảy ra phải đối mặt với đại dịch vương miện mới và địa chính trị. và các yếu tố liên quan khác, ba yếu tố này thực tế mang lại hai kết quả giống nhau, một là nhu cầu sản phẩm tăng lên, thứ hai là sự bất ổn do địa chính trị hoặc dịch bệnh gây ra, chẳng hạn như việc đóng cửa thành phố và quốc gia. Và cứ thế, khiến chuỗi cung ứng bị đứt đoạn. Do đó, động năng dự trữ của toàn bộ chuỗi cung ứng sẽ bị gián đoạn và hầu hết các chuỗi cung ứng sẽ cần thiết lập mức tồn kho tương đối cao để đối phó với vấn đề hết hàng do đóng cửa thành phố và quốc gia hoặc địa chính trị, đó là tình trạng thiếu hàng hóa trên quy mô lớn. Lý do chính.

Khi nào chúng ta mới thấy được sự kết thúc của làn sóng thiếu hụt chip? Hầu hết các sản phẩm năm nay tập trung ở 96nm và 65nm, năm sau sẽ hình thành mở rộng 40nm và 28nm. Những quá trình này sẽ xuất hiện trong tình hình nguồn cung nới lỏng trong năm nay và năm tới. Tuy nhiên, khả năng tăng công suất của tấm wafer 8 inch hơi bị hạn chế. Ngoài ra, có tương đối ít nhà cung cấp 1Xnm và hiện không có kế hoạch mở rộng rõ ràng. 8 inch và 5Xnm, và 12nm, 16nm hoặc 11nm, 14nm, có thể trở thành quy trình thắt cổ chai vào năm tới. Do đó, chúng tôi hiện đang quan sát rằng vào năm 2022 nói chung, mặc dù các xưởng đúc wafer tiếp tục mở rộng năng lực sản xuất mới trong một số quy trình, có thể có một số dấu hiệu giảm nhẹ, nhưng quy trình thắt cổ chai 8 inch và 1Xnm vẫn sẽ là Toàn bộ chuỗi cung ứng chất bán dẫn sẽ tiếp tục gặp vấn đề về nguyên liệu dài và ngắn. Do đó, nhìn từ góc độ toàn bộ thị trường đúc wafer, vẫn sẽ có tình trạng năng lực sản xuất eo hẹp vào năm 2022.

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm: Bài viết này được sao chép từ "Tác giả Album Kỹ thuật Điện tử: Wu Qingzhen Amy Wu", bài viết này chỉ thể hiện quan điểm cá nhân của tác giả, không phải quan điểm của Sacco Micro và ngành, chỉ mang tính chất tái bản và chia sẻ, nhằm hỗ trợ việc bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ , vui lòng in lại và ghi rõ nguồn và tác giả. Nếu có vi phạm vui lòng liên hệ với chúng tôi để xóa.