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SIA를 통한 이미지
Garnter의 Sheng Linghai 부사장은 미디어에 "현재 시장은 일반적인 부족에서 부분적인 부족으로 바뀌고 있다"고 말했습니다. 공정 칩은 점차 시장 수요를 따라갈 수 있게 되었습니다. 현재 시장의 칩 부족 유형으로 볼 때 PC, 서버, 자동차, 산업 등 많은 분야에서 여전히 부족하지만 2021년에 비해 부족 정도가 개선됐다.
2월 9일 대만 언론 보도에 따르면 업계 소식통은 공급업체가 파운드리 파트너에게 더 많은 것을 요구하고 있지만 수요가 공급을 계속 초과함에 따라 2022년에 WiFi 코어 칩의 타이트한 공급이 크게 완화되지 않을 것이라고 밝혔습니다. 배달 기간은 긴 상태를 계속 유지합니다. WiFi6/6E 코어 칩은 대부분 28nm 공정을 사용하여 제조됩니다. 이것은 지금까지 가장 인기 있는 프로세스 노드이지만 공급이 매우 제한적입니다. WiFi 코어 칩의 부족은 2023년에 더 많은 새로운 28nm 용량이 온라인에 제공될 때까지 개선되지 않을 것으로 예상됩니다.
28nm 공정은 업계에서 10년 이상 사용되어 왔으며 최근 몇 년 동안 TSMC, UMC, SMIC 및 NSMC는 모두 28nm 노드에서 생산 능력을 확장했습니다. 28nm 공정에서 선호되는 이유는 무엇입니까? 향후 생산능력 증설로 코어 부족의 딜레마가 해결될까? 향후 생산능력 증설이 이루어지면 과잉생산이 발생하지 않을까? 업계의 특정 상황을 이해하기 위해 저자는 28nm 공정의 최신 진행 상황을 해석하기 위해 Lv Jianxin, Guangdong Semiconductor Association 수석 부사장 및 업계 전문가를 인터뷰했습니다.
28nm 공정 노드 개발 이력 및 응용 시나리오 확장
28나노 공정은 2011년 TSMC가 시작한 첫 양산이다. 켜졌을 때 학습 헤게모니 시스템을 갖게 되는데 이 과정은 TSMC 개발 역사상 가장 수익성이 높고 지배적인 과정이다. 2011년에는 Qualcomm, AMD, Nvidia가 28nm 공정을 주도적으로 적용했습니다. GPU, 그래픽 프로세서 칩이 이 프로세스를 사용하기 시작했습니다. 제품 성능이 크게 향상되었고 이 회사들은 빠르게 돈을 벌었습니다.
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그림: TSMC 프로세스 진화 다이어그램, 그림은 TSMC의 공식 웹사이트에서 가져옴
Guangdong Semiconductor Association의 부사장인 Lv Jianxin은 기자들에게 28nm는 중국의 꼼짝도 하는 목의 영향을 덜 받는 공정이라고 말했습니다. SMIC를 예로 들면 회사의 28nm 기술은 2013년 4분기에 출시되어 2015년에 시작되었습니다. 28nm 공정의 양산이 이루어졌고, 2018년에는 28nm 공정의 양산이 가능한 중국 본토 최초의 기업이기도 한 28nm HKMG의 연구 개발 완료를 발표했습니다. 이 프로세스는 국내 웨이퍼 파운드리에서 비교적 성숙했습니다. 현재 국내 확장은 주로 28nm를 기반으로 합니다.
Lv Jianxin은 "28nm는 중국 본토의 팹에 전략적으로 중요합니다. 일부 핵심 재료와 장비는 지정학적 요인의 영향을 받기 때문에 중국이 14nm, 7nm 및 5nm와 같은 고급 공정을 구현할 가능성은 낮습니다. 28nm 공정은 국내 확장입니다 둘째, 가격, 수율 및 효율성을 포함한 산업 응용 분야에서 현재 28nm의 성숙도는 업계에서 선호합니다.40nm 및 55nm에 비해 이익률이 비교적 높고 28nm는 중간 현재의 웨이퍼 공정에서 가장 가성비 좋고 주류적인 공정이라고 할 수 있다 셋째, 고급 소비자 가전(휴대폰 SoC, 컴퓨터 칩, 고급 데이터센터 칩 외에도 ), 28nm 공정 칩이 압도적으로 대부분의 응용 분야에 충분합니다.
업계 전문가들은 기자들에게 28nm가 성숙한 공정의 주류 공정 노드가 되었다고 밝혔습니다.하나는 시장 수요에서 나온 것입니다.28nm는 논리 공정일 뿐만 아니라 많은 특징적인 공정을 파생시킵니다. 예를 들어, 28HP, 저전력 소비의 28LP, 고성능 및 저전력 소비의 28HPL, 고성능 컴퓨팅 기술의 28HPM이 있습니다. 또한 재료 선택의 폭이 더 넓으며 팹에서도 FDSOI 공정을 개발했습니다.28nm는 공정이 아니라 다양한 애플리케이션 요구에 대응할 수 있는 제품군입니다. 더 성숙하고 주류 프로세스 플랫폼일수록 더 유망합니다.
두 번째는 기술에 의해 주도되고 28nm의 다음 공정은 22nm이며 업계는 중국 과학자 Hu Zhengming이 발명한 FinFET 구조를 채택했습니다. 22nm 공정은 High-K(high-K) 게이트 유전체 + Metal Gate를 기반으로 하여 누출을 줄이면서 파이프라인 제어를 향상시킵니다. 현재 많은 칩 설계 회사와 주류 파운드리는 공정 확장과 연구 개발을 위해 28nm에 막대한 투자를 하고 있습니다.
셋째, 투자의 관점에서 현재 많은 제품이 28nm로 전환되고 있습니다.예를 들어 디스플레이 드라이버 칩은 큰 시장이며 여전히 매년 빠르게 성장하여 팹 생산 능력의 많은 부분을 소화하고 있습니다. 특히 일부 복잡한 MCU도 28nm 공정을 사용하기 시작하면서 28nm 공정에 들어가는 칩 제품이 점점 늘어나고 있다.
반도체 업계의 합의는 28nm 칩이 집적 회로 제조 능력의 로우엔드와 하이엔드 사이의 다리로 여겨진다는 것입니다. CPU, GPU, AI 칩이 요구하는 상대적으로 높은 소비전력 외에도 산업용 칩셋은 대부분 28nm 이상의 칩셋을 사용하고 있으며, 28nm 공정 기술을 적용한 칩은 TV, 에어컨, 자동차, 고속철도, 산업용 로봇, 엘리베이터, 의료 장비, 스마트 팔찌, 드론. 업계 전문가들은 중국이 올해 28nm 제조에서 자급자족할 수 있게 되어 14nm 칩의 생산량 증가를 위한 기반을 마련할 것으로 기대하고 있습니다.
5개 팹에서 28nm 생산 확대를 위한 3가지 주요 조건이 생산 능력 구현의 핵심이 되었습니다.
현재 글로벌 칩 파운드리는 3단계로 나눌 수 있는데, 첫 번째 단계는 2대 파운드리 제조사인 TSMC와 삼성으로, 기술은 5nm에 도달했고 올해는 3nm에 진입할 예정이다. 두 번째 수준은 UMC, GF 및 SMIC이며 기술은 14nm에 도달했으며 세 번째 수준은 Hua Hong, PSMC 및 기타 제조업체이며 기술은 28nm에 불과합니다. 현재 TSMC와 삼성은 첨단 제조 공정 수주를 위해 적극적으로 경쟁하고 있으며 확장은 주로 7nm 및 5nm와 같은 첨단 제조 공정을 기반으로 합니다.
Omdia 데이터에 따르면 2013년은 28nm 공정이 대중화 된 해였으며 2015년에서 2016년 사이에 28nm 공정이 휴대폰 애플리케이션 프로세서 및 베이스밴드에 널리 사용되기 시작했습니다. 기술의 성숙과 함께 28nm 공정 제품에 대한 시장 수요는 폭발적인 성장 추세를 보여 왔으며 이러한 높은 성장 추세는 2017년까지 계속될 것입니다.
당시 28nm가 너무 "매력적"었기 때문에 많은 제조업체가 레이아웃을 늘리도록 했습니다. 2018년 미디어 보도에 따르면 글로벌 28nm는 과잉 생산 패턴이 있으며 TSMC, UMC 등은 과잉 생산 위기에 직면해 있습니다. 심지어 TSMC는 2018년 3분기 실적을 검토할 때 현재 28nm의 글로벌 과잉 생산 문제가 심각하며 향후 몇 년 안에 공급 과잉 상황이 될 것이라고 말한 적이 있습니다. 그 이후로 28nm 용량이 감소하기 시작했습니다.
2021년부터 새로운 왕관 전염병으로 인한 "가정 경제"의 고도화와 함께 태블릿 컴퓨터, 5G 휴대폰 및 PC와 같은 소비자 전자 및 클라우드 서비스에 대한 글로벌 수요가 급증했습니다. 기존 차량보다 3~4배 높은 화학 칩 수요로 인해 전 세계적으로 칩 부족 현상이 발생했습니다. 칩 파운드리의 용량은 빠르게 증가하는 수요를 따라갈 수 없습니다.
칩 공급 부족에 대응하여 칩 제조업체는 2021년에 전 세계 웨이퍼 출하량이 전년 대비 14% 증가하면서 생산 능력을 공격적으로 늘리고 있습니다. 현재 칩 제조사들은 첨단 칩 부족 해소에 주력하고 있으며, 미국 컨설팅업체 맥킨지(McKinsey)의 데이터에 따르면 2021년에는 40나노 등 구기술을 활용한 칩 생산능력이 4% 증가할 것으로 전망된다. 28nm 기술과 같은 신기술을 사용하는 칩의 생산 능력은 13% 증가할 것입니다.
글로벌 28nm 용량 확장 맵

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그림: 공개 정보에 따른 전자 애호가 그림
28nm 공정의 확장을 위해 팹은 자본, 고객 및 반도체 장비 공급의 세 가지 핵심 문제를 해결해야 합니다.
작년 하반기부터 칩 파운드리의 새로운 공장은 IC 고객을 장기 계약으로 묶어 새로운 생산 능력이 열린 후 환경에서 공급 과잉의 경우 청구되지 않은 생산 능력을 피하기 위해 인기를 얻었습니다. 이 모델의 장점은 크게 두 가지인데, 하나는 칩 파운드리의 생산 확대에 대한 재정적 압박을 완화하는 것이고, 다른 하나는 고객이 유휴 생산 능력에 대해 걱정하지 않고 안정적인 주문을 얻을 수 있도록 묶는 것입니다. IC 설계 고객.그것은 안정적인 가격으로 미래 생산 능력의 공급을 보장할 수 있습니다.
TSMC는 2022년에 400억 달러의 자본금을 투자할 계획을 제안합니다. 2nm, 3nm, 5nm, 7nm의 capa 증설 외에도 일본 구마모토에 있는 TSMC의 28nm 12인치 공장은 Sony 등 주요 고객사와 함께 생산을 확대할 예정입니다. 생산은 2024년 말에 시작됩니다. 또한 TSMC는 2022년 하반기에 난징 공장에서 28nm 제조 서비스를 제공하기 시작할 것으로 예상됩니다. TSMC는 또한 대만 가오슝에 7nm 및 28nm 칩 생산 라인을 추가로 건설할 새 공장을 건설할 계획이며 생산은 2024년에 시작될 예정입니다.
UMC는 생산을 확장하기 위해 30억 달러 이상을 지출했습니다. UMC는 28나노 공정 Capa의 장기 계약 기속률이 80%에 달한다고 지적했다. 계약 고객으로는 Qualcomm, Samsung Electronics, MediaTek, Novatek, Realtek, Qijing, Yili 및 Phison이 있습니다.
국내 주요 칩 파운드리 업체인 SMIC는 올해 50억 달러의 자본 지출 계획을 갖고 있으며, 12인치 웨이퍼 팹 확장과 관련하여 상하이 링강, 베이징, 선전에 신규 공장 프로젝트 확장을 동시에 시작했다. 회사의 CEO인 Zhao Haijun은 새로 건설된 생산 능력의 소량만이 개발 중인 잠재 고객을 위해 예약되어 있으며 다른 생산 능력의 플랫폼, 기술 및 가격이 협상되었다고 말했습니다. 회사는 또한 일부 장기 계약 LTA를 체결하고 선불을받습니다.고객의 경우 SMIC는 주요 고객과의 구속력을 우선시 할 것입니다.
생산 확대의 또 다른 제약은 반도체 장비의 납기다. 장비 거래가 너무 길어 28nm 확장이 느려집니다. 반도체 장비 제조사에 따르면 현재 인기 있는 28나노 등 공정 관련 장비 납품 시간은 줄지 않고, 공급업체나 정교한 첨단 공정 장비가 적으며 납품 기간도 길다. -3년 전, 이제 능동적으로 재고를 준비하고 관련 프로세스를 최적화하고 작업 일정을 완전히 단축할 수 있습니다.
현재 28nm 공정 플랫폼은 향후 10년 동안 엄청난 시장 수요를 갖게 될 것입니다. 휴대폰은 100개 이상의 칩을 사용할 수 있고 자동차는 1,000개 이상의 칩을 사용할 수 있지만 모든 칩이 프로세서만큼 빠르고 얇지는 않으며 가장 진보된 기술이 사용됩니다. , 따라서 비용 효율적인 이점을 가진 28nm 공정이 항상 존재할 것입니다.
경고! 미래에 28nm 칩이 과잉 공급될 것인가?
현재 칩의 설계 비용은 계속 상승하고 있으며 데이터에 따르면 28nm 칩의 평균 설계 비용은 약 3천만 달러, 16nm/14nm 칩은 약 8천만 달러, 7nm 칩은 2억 7,100만 달러가 필요합니다. 높은 비용으로 인해 소수의 IC 설계 회사만 가능합니다. 프리미엄 노드로 이동하는 것이 저렴합니다.
광동반도체협회(Guangdong Semiconductor Association)의 Lv Jianxin 부사장은 기자들에게 반도체 분야는 태어날 때부터 순환 산업이었다고 말했다. 중국의 반도체 산업과 중국의 전자 정보 산업은 황금 발전 기회의 시기에 있습니다.국내 28nm 칩의 생산 능력은 현재 국내 시장 수요를 뒷받침할 수 없습니다.칩 부족 문제를 해결하기 위해 지속 가능한 탈출구는 생산을 확대하는 것입니다 용량. 그는 특히 이번 글로벌 웨이퍼 제조사 증설 라운드에서 TSMC, 삼성, 유럽 칩 업체들은 주로 14nm 이하 선진 공정으로 생산량을 늘리고 중국 팹은 주로 28nm 이상 성숙 공정으로 생산량을 확대했다고 강조했다. 상대적으로 큰 시장 수요를 고려할 때 중국 시장의 과잉 칩 문제는 다른 시장에 비해 덜할 것이다.
최근 UMC의 공동 총책임자인 Jason Wang은 미디어에 28nm 공정 시장 부문이 2023년 이후에 과잉 공급될 수 있다고 언론에 말했습니다. "발표된 용량 확장 계획에 따르면 2023년 이후에 28nm 공급 과잉이 발생할 것으로 생각합니다. 그러나 우리는 여전히 공급 과잉이 온화할 것이라고 생각합니다."
SMIC의 Zhao Haijun CEO는 최근 언론에 시장이 우려하는 잠재적인 28nm 과잉 생산 문제는 두 가지 측면에서 고려할 수 있다고 말했습니다. 시장 전체가 공급과잉이 될 때까지 흔들리지 않는 것, 둘째, 산업이전이다. 이제 많은 고객이 검사를 위해 시스템과 전체 기계와 함께 번들로 제공됩니다. 또 다른 관점에서 보면 부품의 상당 부분을 중국에서 생산해야 하기 때문에 앞으로 일부 지역에서는 공급 과잉, 일부 지역에서는 생산 능력이 부족할 수 있다.