Globalny niedobór wafli i środki zaradcze

W ostatnich latach globalna podaż i popyt na płytki jest niezrównoważona, a niedobór płytek 200 mm będzie się utrzymywał przez kilka lat. Pięciu największych producentów płytek na świecie – japoński SEH, Sumco, niemiecki Siltronic, tajwański GlobalWafter i południowokoreański SK Siltron – zainwestowało w zeszłym roku miliardy dolarów w nowy sprzęt do produkcji płytek półprzewodnikowych i stanowią 90 procent rynku, a najnowsze fabryki płytek rozpoczną produkcję dopiero w 2024 r. Obecnie radary samochodowe, MEMS do sprzętu AGD, telefony komórkowe 5G itp., które wykorzystują dużą liczbę chipów wykonanych z płytek o średnicy 200 mm, ich produkcja jest niewielka, a produkcja złożona. Jednakże produkcja płytek nie podlega prawu Moore'a.

Ze względu na obecnie duży popyt na płytki o średnicy 300 mm, względna wydajność jest niewielka, a cena płytek wzrosła. Według Dana Tracy, dyrektora ds. badań rynku w firmie Techcet, dostawy płytek wzrosły w 2021 r. o 14%. Dostawy płytek o średnicy 300 mm przekroczyły 13%, a dostawy płytek o średnicy 200 mm przekroczyły 15%. Oczekuje się, że w 2022 r. łączna wielkość dostaw wzrośnie o około 6%.

Przychody całego rynku krzemu (w tym płytek SOI) wzrosły o 14,5%, a w 2022 r. wzrosną o kolejne 10%, osiągając szczyt 15,5 miliarda dolarów. Po raz pierwszy od ponad 10 lat branża płytek odnotowała dwucyfrowy wzrost przez dwa kolejne lata. Wzrost ten wynikał jednak głównie z wyższych cen płytek, a nie wyższej produkcji innych niż płytki. Zapotrzebowanie na płytki 300 mm w 2022 r. wyniesie około 7200 płytek miesięcznie (wpm). Jednak do 2024 r., nawet przy 100-procentowym wykorzystaniu, łączne moce produkcyjne płytek 300 mm będą o około 10 procent mniejsze niż zapotrzebowanie. W rezultacie przydzielono część klientów, zwłaszcza dostawców drugorzędnych. Jednocześnie nie brakuje chipów na bazie węglika krzemu (SiC) na małą skalę i charakteryzujących się szybkim wzrostem. Jeśli jednak popyt będzie zgodny z oczekiwaniami, ich także zabraknie. Dwóch największych dostawców płytek, japońskie SEH i Sumco, łącznie posiadają ponad 50% rynku.

Trwają intensywne inwestycje w zdolność produkcyjną płytek 300 mm, ale mimo to popyt będzie w dalszym ciągu przewyższał podaż, a podaż prawdopodobnie pozostanie niska w nadchodzących latach. Wymagania dotyczące płytek 300 mm są zróżnicowane. To nie tylko smartfony. Obejmuje również centra danych, samochody, komputery osobiste, sztuczną inteligencję, produkty przemysłowe, towary konsumpcyjne i inne. Smartfony pozostają ważnym czynnikiem napędzającym płytki 300 mm, ale wraz ze zmianami w branży rośnie zapotrzebowanie na większą liczbę centrów danych i chipów samochodowych.

GlobalWafers, trzeci co do wielkości dostawca płytek na świecie, planował przejęcie Siltronic. Pierwotnie transakcja miała zostać sfinalizowana w styczniu 2022 r., ale została wykolejona po braku zgody rządu. GlobalWafers twierdzi, że około 5 miliardów dolarów, które przeznaczyli na przejęcie Siltronic, zostanie przeznaczone na zwiększenie mocy produkcyjnych. Jednocześnie Siltronic pracuje na pełnych obrotach i kontynuuje realizację inwestycji o wartości 2 miliardów euro w nową fabrykę 300 mm „FabNext” w Singapurze. Fabryka Siltronic we Freiburgu w Niemczech buduje nowy warsztat do produkcji kryształów, a południowokoreański SK Siltron również intensywnie inwestuje w produkcję płytek o średnicy 300 mm. W marcu 2022 roku firma ogłosiła inwestycję o wartości około 1,2 miliarda dolarów w budowę fabryki w Fumei National 3d Industrial Park.

Na rynku płytek 300 mm występuje niedobór podaży i w 2024 r. może nastąpić nieznaczne osłabienie. Jednak podaż płytek 200 mm będzie nadal niewystarczająca. Ajit Manocha, prezes i dyrektor generalny SEMI, powiedział: „Producenci płytek w ciągu pięciu lat uruchomią 25 nowych linii produkcyjnych 200 mm, aby zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na zastosowania takie jak urządzenia 5G, motoryzacja i Internet rzeczy (IoT). Urządzenia opierają się na urządzeniach takich jak układy scalone (układy scalone), układy scalone sterowników zarządzania energią i sterownikami wyświetlacza, tranzystory MOSFET, jednostki mikrokontrolerów (MCUS) i czujniki. Choć fiński dostawca płytek Oketic ogłosił zwiększenie mocy produkcyjnych płytek o średnicy 200 mm, to w dalszym ciągu nie jest to wystarczające, aby sprostać potrzebom rynku. Klienci Oketic wykorzystują swoje płytki do produkcji chipów w smartfonach, urządzeniach przenośnych, elektronice samochodowej, kontroli procesów przemysłowych i zastosowaniach medycznych, Internecie Rzeczy oraz różnych rozwiązaniach poprawiających zużycie energii i wydajność. SEMI podaje, że fabryki będą w tym roku odpowiadać za ponad 50% globalnej zdolności produkcyjnej taśm 200 mm, fabryki analogowe będą stanowić 19%, a fabryki dyskretne/zasilacze będą stanowić 12%. W ujęciu regionalnym Chiny będą światowym liderem w 2022 r. z 21-procentowym udziałem w zdolności produkcyjnej wynoszącej 200 milionów metrów sześciennych, za nimi plasują się Japonia z 16 procentami, Tajwan i Europa/Bliski Wschód z 15 procentami każdy. Jeśli chodzi o niedobory płytek o średnicy 200 mm, Samuel T. Wang, wiceprezes ds. badań, technologii i dostawców usług w firmie Gartner, stwierdził: „Nie widać końca”. „Chiny mogą być jedynym rozwiązaniem”.

Obecnie co najmniej kilkunastu dostawców płytek w Chinach szybko rośnie i wyznacza agresywne cele swoim dostawcom płytek. Chociaż jakość wymaga poprawy, istnieją już dostawcy oferujący płytki o średnicy 200 mm i 300 mm odpowiednie do produkcji w procesie 90 nm. Należą do nich ESWIN, Hangzhou Semiconductor Wafer Co., LTD. (część Nippon Steel Group), NSIG (National Silicon Industry Group), która jest inwestorem w Soitec, oketic, ZingSemi i Simgui, ten ostatni współpracuje z Soitec przy produkcji płytek RF-SOI itp.), Chongqing Advanced Silicon Technology Co ., SP. Z O.O. („AST”) i Nanjing Guosheng Electronics Co., LTD.

Tym, co tak naprawdę napędzają Chiny, jest biznes półprzewodników złożonych. Płytki z węglika krzemu (SiC) są stosowane na rynku zastosowań energetycznych i obecnie może występować pewien niedobór ich podaży. Płytki z węglika krzemu są znacznie wolniejsze, bardziej energochłonne i droższe w produkcji niż płytki krzemowe. Płytki SiC (wlewki) rosną zwykle tygodniami w piecach, które są dwukrotnie gorętsze od płytek krzemowych, wytwarzają tylko około 50 płytek na płytkę, powodują straty wydajności w zakresie 30% i kosztują 20–50 razy więcej niż płytki krzemowe. Jednak ze względu na obietnice, że chipy SiC pomogą rozwiązać problemy związane z zasięgiem pojazdów elektrycznych (i inne wyzwania związane z mocą), SiC jest obecnie źródłem rosnącej konkurencji. W tym celu lider SiC, firma Wolfspeed, właśnie otworzyła największą na świecie fabrykę węglika krzemu w północnej części stanu Nowy Jork i rozbudowuje swój zakład produkujący materiały w Karolinie Północnej. Jednocześnie producent płytek SOI, firma Soitec, aktywnie rozwija technologię Smart Cut, aby uzyskać 10 razy więcej płytek z płytek SiC, niż jest to obecnie możliwe. Pierwsza produkcja najnowszego zakładu produkującego wafle spodziewana jest w drugiej połowie 2023 roku.

Kiedy w branży chipów występują poważne niedobory, każdy sektor może je odczuć. Firmy gromadzą sprzęt, materiały, a nawet sprzęt produkcyjny. Dopiero gdy branża chipów zamknie pętlę całego ekosystemu, będą mogły w końcu nastąpić poważne i produktywne negocjacje. Wszyscy uczestnicy łańcucha dostaw zyskują widoczność i zaufanie, których potrzebują, aby czerpać wzajemne korzyści. W przeciwnym razie branża może popaść w pogłębiający się kryzys.

Fountyl Technologies PTE Ltd koncentruje się na przemyśle produkcji półprzewodników, a główne produkty to: uchwyt kołkowy, porowaty uchwyt ceramiczny, ceramiczny efektor końcowy, ceramiczna belka kwadratowa, wrzeciono ceramiczne, zapraszamy do kontaktu i negocjacji!