1
SIA üzerinden görüntü
Garnter'ın araştırma başkan yardımcısı Sheng Linghai medyaya, "Mevcut pazar genel bir kıtlıktan kısmi bir kıtlığa geçti" dedi. proses çipleri yavaş yavaş pazar talebine ayak uydurabildi. Mevcut pazardaki çip kıtlığı türlerine bakılırsa, PC'ler, sunucular, otomobiller ve endüstri dahil olmak üzere birçok alanda hala kıtlık var, ancak kıtlık derecesi 2021'e kıyasla iyileşti.
9 Şubat'ta Tayvan basınında çıkan haberlere göre, endüstri kaynakları, talep arzı geçmeye devam ederken, tedarikçilerin dökümhane ortaklarından daha fazlasını istemesine rağmen, WiFi çekirdek çiplerinin kısıtlı arzının 2022'de önemli ölçüde gevşemesinin beklenmediğini ortaya koydu. teslimat süresi uzun bir durumu korumaya devam edecektir. WiFi6/6E çekirdek yongaları çoğunlukla 28nm işlemi kullanılarak üretilir. Bu, açık ara en popüler süreç düğümüdür, ancak tedarik çok sınırlıdır. WiFi çekirdek çiplerinin eksikliğinin, 2023'te daha fazla yeni 28nm kapasite devreye girene kadar düzelmesi beklenmiyor.
28nm işlemi endüstride 10 yılı aşkın bir süredir kullanılmaktadır.Son yıllarda TSMC, UMC, SMIC ve NSMC, 28nm düğümündeki üretim kapasitelerini genişletti. 28nm sürecinde neden tercih ediliyor? Gelecekte üretim kapasitesinin genişletilmesi, çekirdek eksikliği ikilemini çözecek mi? Gelecekte üretim kapasitesinin genişletilmesinden sonra kapasite fazlasına neden olur mu? Endüstrinin özel durumunu anlamak için yazar, 28nm sürecinin en son ilerlemesini yorumlamak için Guangdong Semiconductor Association'ın başkan yardımcısı Lv Jianxin ve endüstri profesyonelleriyle röportaj yaptı.
28nm işlem düğümü geliştirme geçmişi ve uygulama senaryosu genişletmesi
28nm süreci, TSMC tarafından 2011 yılında başlatılan ilk seri üretimdir. Açıldığında öğrenen bir hegemonya sistemine sahiptir.Bu süreç TSMC'nin gelişim tarihindeki en karlı ve en baskın süreç dönemidir. 2011'de Qualcomm, AMD ve Nvidia 28nm sürecinin uygulanmasında başı çekti. GPU, grafik işlemci yongaları bu işlemi kullanmaya başlıyor. Ürün performansı büyük ölçüde iyileştirildi ve bu şirketler hızla para kazandılar ve o zamandan beri kontrolden çıktılar.
2
Şekil: TSMC süreç evrim şeması, resim TSMC'nin resmi web sitesinden alınmıştır.
Guangdong Semiconductor Association başkan yardımcısı Lv Jianxin, gazetecilere verdiği demeçte, 28nm'nin Çin'in sıkışmış boynundan daha az etkilenen bir süreç olduğunu söyledi.SMIC'i örnek alarak, şirketin 28nm teknolojisi 2013'ün dördüncü çeyreğinde piyasaya sürüldü ve 2015'te başladı. 28nm işleminin seri üretimi gerçekleştirildi ve 2018 yılında, aynı zamanda Çin anakarasında 28nm işlemi seri üretim yapabilen ilk kuruluş olan 28nm HKMG'nin araştırma ve geliştirmesinin tamamlandığını duyurdu. Bu süreç, yerli gofret dökümhaneleri için nispeten olgundur. Şu anda, yerel genişleme esas olarak 28nm'ye dayanmaktadır.
Lv Jianxin şunları söyledi: "28nm anakara Çin'deki fabrikalar için stratejik öneme sahip. Bazı önemli malzeme ve ekipmanlar jeopolitik faktörlerden etkilendiğinden, Çin'in 14nm, 7nm ve 5nm gibi üst düzey süreçleri uygulama olasılığı düşük. 28nm süreci yerel bir genişlemedir.İkincisi, fiyat, verim ve verimlilik dahil olmak üzere endüstri uygulamalarında 28nm'nin mevcut vadesi endüstri tarafından tercih edilmektedir.40nm ve 55nm ile karşılaştırıldığında, kar marjı nispeten yüksektir ve 28nm ortadadır. performans ve maliyet açısından.Mevcut gofret işleminde en uygun maliyetli ve ana akım işlem olduğu söylenebilir.Üçüncü, üst düzey tüketici elektroniğine (cep telefonu SoC, bilgisayar çipleri, üst düzey veri merkezi çipleri) ek olarak ), 28nm işlem çipleri ezici bir çoğunlukla çoğu uygulama alanı için yeterlidir.
Sektör uzmanları gazetecilere şunları açıkladı: 28nm, olgun süreçler için ana akım süreç düğümü haline geldi. Biri pazar talebinden geliyor. 28nm yalnızca mantıksal bir süreç değil, aynı zamanda birçok karakteristik süreç de türetiyor. Örneğin, 28HP, düşük güç tüketimi ile 28LP, yüksek performans ve düşük güç tüketimi ile 28HPL ve yüksek performanslı bilgi işlem teknolojisi ile 28HPM. Malzemelerde daha fazla seçenek var ve bir fab bile bir FDSOI işlemi geliştirdi. 28nm bir işlem değil, farklı uygulama ihtiyaçlarına karşılık gelebilecek bir ailedir. Daha olgun ve ana akım süreç platformları ne kadar umut verici olursa, o kadar umut vericidir.
İkincisi teknoloji tarafından yönlendiriliyor.28nm'nin bir sonraki süreci 22nm'dir.Endüstri Çinli bilim adamı Bay Hu Zhengming tarafından icat edilen FinFET yapısını benimsemiştir. 22nm işlemi, boru hattı kontrolünü arttırırken sızıntıyı azaltan Yüksek-K (yüksek-K) geçit dielektrik + Metal Geçit'e dayanmaktadır. Şu anda, birçok çip tasarım şirketi ve ana akım dökümhane, süreç genişletme ve araştırma ve geliştirme için 28nm'ye büyük yatırımlar yapıyor.
Üçüncüsü, yatırım açısından bakıldığında, birçok ürün şu anda 28nm'ye geçiyor.Örneğin, ekran sürücüsü çipleri büyük bir pazar ve hala her yıl hızla büyüyorlar ve fabrikaların üretim kapasitesinin büyük bir bölümünü sindiriyorlar. Özellikle bazı karmaşık MCU'lar da 28nm sürecini kullanmaya başladı, bu nedenle 28nm sürecinde giderek daha fazla çip ürünü var.
Yarı iletken endüstrisindeki fikir birliği, 28nm yongaların, entegre devre üretim yeteneklerinin alt ve üst seviyeleri arasında bir köprü olarak görülmesidir. CPU, GPU ve AI yongalarının gerektirdiği nispeten yüksek güç tüketimine ek olarak, çoğu endüstriyel sınıf yonga seti 28nm veya daha yüksek yonga setleri kullanır ve 28nm işlem teknolojisine sahip yongalar, TV'ler, klimalar, otomobiller dahil olmak üzere çok çeşitli ürünlerde kullanılır. hızlı tren, endüstriyel robotlar, asansörler, tıbbi ekipman, akıllı bilezikler, insansız hava araçları. Endüstri gözlemcileri, Çin'in bu yıl 28nm üretimde kendi kendine yeterli hale gelmesini ve 14nm çip üretiminin artmasının yolunu açmasını bekliyor.
Beş fabrikada 28nm üretiminin genişletilmesi için üç ana koşul, üretim kapasitesinin uygulanmasının anahtarı haline geldi.
Şu anda, küresel çip dökümhaneleri üç seviyeye ayrılabilir.Birinci seviye, en iyi iki dökümhane üreticisi TSMC ve Samsung.Teknoloji 5nm'ye ulaştı ve bu yıl 3nm'ye girecek. İkinci seviye UMC, GF ve SMIC'dir ve teknoloji 14nm'ye ulaşmıştır; üçüncü seviye Hua Hong, PSMC ve diğer üreticilerdir ve teknoloji sadece 28nm'ye ulaşmıştır. Şu anda, TSMC ve Samsung, gelişmiş üretim süreçleri için siparişler için aktif olarak rekabet ediyor ve genişleme esas olarak 7nm ve 5nm gibi gelişmiş üretim süreçlerine dayanıyor. , üçüncü seviye süreç daha olgun, 90nm'nin üzerindeki siparişler için rekabet ediyor.
Omdia verilerine göre 2013 yılı 28nm işleminin yaygınlaştığı yıldı ve 2015-2016 yılları arasında 28nm işlemi cep telefonu uygulama işlemcilerinde ve basebandlarda yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Teknolojinin olgunluğu ile 28nm proses ürünlerine yönelik pazar talebi patlayıcı bir büyüme trendi gösterdi ve bu yüksek büyüme trendi 2017 yılına kadar devam edecek.
O zamanlar 28nm çok "çekici" olduğu için, birçok üreticiyi yerleşimlerini artırmaya çekti. 2018'de basında çıkan haberler, küresel 28nm'nin bir aşırı kapasite modeline sahip olduğunu ve TSMC, UMC, vb.'nin aşırı kapasite kriziyle karşı karşıya olduğunu belirtti. Hatta TSMC bir keresinde 2018'deki 3. Çeyrek performansını gözden geçirirken, 28nm'lik mevcut küresel aşırı kapasite sorununun ciddi olduğunu ve önümüzdeki birkaç yıl içinde arz fazlası durumunda olacağını söyledi. O zamandan beri 28nm kapasite azalmaya başladı.
2021'den bu yana, yeni taç salgınının neden olduğu "ev ekonomisinin" ilerlemesiyle birlikte, tablet bilgisayarlar, 5G cep telefonları ve PC'ler gibi tüketici elektroniği ve bulut hizmetlerine yönelik küresel talep arttı. geleneksel araçlardan 3-4 kat daha fazladır Kimyasal talaşlara olan talep, küresel cips sıkıntısına neden olmuştur. Talaş dökümhanelerinin kapasitesi hızla artan talebe yetişememektedir.
Talaş tedariği sıkıntısına yanıt olarak, yonga üreticileri üretim kapasitesini agresif bir şekilde artırıyor ve küresel gofret sevkiyatları 2021'de yıllık bazda %14 artıyor. Şu anda çip üreticileri son teknoloji çip kıtlığını çözmeye odaklanıyor.ABD'li danışmanlık firması McKinsey'in verilerine göre 2021'de 40nm teknolojisi gibi eski teknolojileri kullanan çiplerin üretim kapasitesi %4 artacak ve çiplerin üretim kapasitesi %4 artacak. 28nm teknolojisi gibi yeni teknolojileri kullanan çiplerin üretim kapasitesi %13 artacak.
Küresel 28nm kapasite genişleme haritası

3
Şekil: Elektronik meraklıları halka açık bilgilere göre çizim yapıyor
28nm sürecinin genişletilmesi için fabrikanın üç temel sorunu çözmesi gerekiyor: sermaye, müşteriler ve yarı iletken ekipman tedariki.
Geçen yılın ikinci yarısından bu yana, yeni üretim kapasitesi açıldıktan sonra ortamda arz fazlası olması durumunda talep edilmeyen üretim kapasitesini önlemek için IC müşterilerini uzun vadeli sözleşmelerle bağlamak için yeni talaş dökümhaneleri fabrikaları popüler hale geldi. Bu modelin faydaları esas olarak iki noktadadır: biri üretimi genişletmek için talaş dökümhanelerinin mali baskısını hafifletmek, diğeri ise müşterileri atıl üretim kapasitesinden endişe etmeden istikrarlı siparişler almaya bağlamaktır; ayrıca kooperatif için büyük bir faydadır. IC tasarım müşterileri Gelecekteki üretim kapasitesinin istikrarlı bir fiyatla tedarik edilmesini sağlayabilir.
TSMC, 2022'de 40 milyar ABD doları sermaye yatırımı yapmayı planlıyor. 2nm, 3nm, 5nm ve 7nm'deki kapasite artışına ek olarak, TSMC'nin Japonya, Kumamoto'daki 28nm 12 inçlik fabrikası, Sony gibi büyük müşterilerle birlikte üretimi artıracak. 2024 yılının sonlarında üretime başlanacak. Ek olarak, TSMC'nin 2022'nin ikinci yarısında Nanjing tesisinde 28nm üretim hizmetleri sunmaya başlaması bekleniyor. TSMC ayrıca, üretimin 2024'te başlaması planlanan ek 7nm ve 28nm çip üretim hatlarının kurulacağı Kaohsiung, Tayvan'da yeni bir fabrika kurmayı planlıyor.
UMC, üretimi genişletmek için 3 milyar ABD dolarından fazla harcadı. UMC, 28nm işlem kapasitesinin uzun vadeli kontrat bağlama oranının %80 kadar yüksek olduğuna dikkat çekti.28nm pazarı arz fazlasına dönse bile şirket sınırlı etkilenecek. Sözleşmeli müşterileri arasında Qualcomm, Samsung Electronics, MediaTek, Novatek, Realtek, Qijing, Yili ve Phison bulunmaktadır.
Büyük bir yerel talaş dökümhanesi olan SMIC, bu yıl 5 milyar ABD doları tutarında bir sermaye harcama planına sahip.12 inçlik gofret fabrikası genişletmesi açısından, SMIC eş zamanlı olarak Şanghay Lingang, Pekin ve Shenzhen'deki yeni fabrika projelerinin genişletilmesini başlattı. Şirketin CEO'su Zhao Haijun, yeni inşa edilen üretim kapasitesinin yalnızca küçük bir miktarının geliştirme aşamasındaki potansiyel müşteriler için ayrıldığını ve diğer üretim kapasitesinin platformu, teknolojisi ve fiyatının müzakere edildiğini söyledi. Şirket ayrıca bazı uzun vadeli LTA sözleşmeleri imzaladı ve ön ödeme alıyor.Müşterilere gelince, SMIC önde gelen müşterilerle bağlamaya öncelik verecek.
Üretimin genişlemesindeki bir diğer kısıt, yarı iletken ekipmanın teslim süresidir. Ekipman işlemleri çok uzun, bu da yavaş 28nm genişlemeye neden oluyor. Yarı iletken ekipman üreticilerine göre, mevcut popüler 28nm ve diğer süreçle ilgili ekipman teslim süreleri kısaltılmamış ve az sayıda tedarikçi veya gelişmiş gelişmiş proses ekipmanı var.Teslim süresi de uzun.Özel EUV ekipmanı rezerve edilmelidir en az 2 -3 yıl önceden Şimdi sadece aktif olarak envanter hazırlayabilir, ilgili süreçleri optimize edebilir ve iş programını tamamen azaltabiliriz.
Şu anda 28nm işlem platformu, önümüzdeki 10 yıl içinde büyük bir pazar talebine sahip olacak. Bir cep telefonu 100'den fazla çip kullanabilir ve bir araba 1.000'den fazla çip kullanabilir, ancak tüm çipler işlemciler kadar hızlı ve ince değildir ve en gelişmiş teknoloji kullanılır.Çoğu uygulama Uç çipin yalnızca olgun bir sürece ihtiyacı vardır. , bu nedenle uygun maliyetli avantajlara sahip 28nm süreci her zaman var olacaktır.
Uyarı! 28nm çipler gelecekte fazla tedarik edilecek mi?
Şu anda, çiplerin tasarım maliyeti artmaya devam ediyor.Verilere göre, 28nm çiplerin ortalama tasarım maliyeti yaklaşık 30 milyon ABD Doları, 16nm/14nm çipler yaklaşık 80 milyon ABD Doları ve 7nm çiplerin 271 milyon ABD Dolarına ihtiyacı var. Yüksek maliyet, yalnızca birkaç IC tasarım şirketine neden olur.Premium düğümlere geçiş için uygun fiyatlı.
Guangdong Semiconductor Association'ın başkan yardımcısı Lv Jianxin, gazetecilere verdiği demeçte, yarı iletken alanının doğuşundan bu yana döngüsel bir endüstri olduğunu söyledi.Dünyanın beş büyük fab'ı üretimlerini 28nm'ye genişletti ve genişlemeden sonra fazlalık kaçınılmaz. Çin'in yarı iletken endüstrisi ve Çin'in elektronik bilgi endüstrisi, altın gelişme fırsatları dönemindedir.Yerli 28nm çiplerin üretim kapasitesi şu anda iç pazar talebini karşılayamıyor.Çip sıkıntısı sorununu çözmek için sürdürülebilir bir çıkış yolu üretimi genişletmek. kapasite. Özellikle, küresel gofret üreticilerinin genişlemesinin bu turunda, TSMC, Samsung ve Avrupalı ​​çip şirketlerinin üretimlerini 14nm'nin altındaki gelişmiş işlemlerle genişlettiğini ve Çinli fabrikaların üretimlerini esas olarak 28nm ve üzeri olgun işlemlerle genişlettiğini vurguladı. Nispeten büyük pazar talebi göz önüne alındığında, Çin pazarındaki chip fazlalığı sorunu diğer pazarlara göre daha az olacaktır.
Son zamanlarda, UMC'nin genel müdürü Jason Wang, medyaya 28nm proses pazar segmentinin 2023'ten sonra fazla tedarik edilebileceğini söyledi. "Açıklanan kapasite genişletme planlarına dayanarak, 28nm arz fazlasının 2023'ten sonra gerçekleşeceğini düşünüyoruz. Ancak yine de arz fazlasının ılımlı olacağını düşünüyoruz."
SMIC CEO'su Zhao Haijun geçtiğimiz günlerde medyaya, pazarın endişe duyduğu potansiyel 28nm aşırı kapasite sorununun iki açıdan ele alınabileceğini söyledi: Birincisi, şirket geçmişte çok fazla üretim kapasitesi inşa etmedi ve şimdi şirketin genişlemesi tüm piyasa arz fazlası olana kadar sarsılmayacaktır; ikincisi, endüstriyel transfer. Artık birçok müşteri, inceleme için sistem ve tüm makine ile birlikte paketlenmiştir. Bir başka açıdan bakıldığında, bileşenlerin büyük bir bölümünün Çin'de üretilmesi gerekiyor, bu nedenle gelecekte bazı bölgelerde arz fazlası, bazı bölgelerde yetersiz üretim kapasitesi olabilir.