Глобальный дефицит пластин и меры противодействия

В последние годы мировой спрос и предложение на пластины несбалансированы, а дефицит 200-миллиметровых пластин сохранится в течение нескольких лет. Пять крупнейших мировых производителей пластин — японская SEH, Sumco, немецкая Siltronic, тайваньская GlobalWafter и южнокорейская SK Siltron — в прошлом году инвестировали миллиарды долларов в новое оборудование для полупроводниковых пластин, и на их долю приходится 90 процентов рынка, по последним данным заводы по производству пластин не должны начать производство раньше 2024 года. Сегодня автомобильные радары, MEMS для бытовой техники, мобильные телефоны 5G и т. д., в которых используется большое количество чипов из 200-миллиметровых пластин, их объемы производства невелики, а производство сложное. Однако производство пластин не регулируется законом Мура.

Из-за большого спроса на пластины диаметром 300 мм в настоящее время относительная емкость ограничена, и цена пластин выросла. По словам Дэна Трейси, директора по маркетинговым исследованиям Techcet, поставки пластин в 2021 году выросли на 14%. Поставки пластин диаметром 300 мм превысили 13%, а поставки пластин диаметром 200 мм превысили 15%. Ожидается, что в 2022 году общий объем поставок вырастет примерно на 6%.

Выручка всего рынка кремния (включая пластины SOI) выросла на 14,5% и вырастет еще на 10% в 2022 году, достигнув пика в 15,5 миллиардов долларов. Впервые за более чем 10 лет индустрия вафель добилась двузначного роста в течение двух лет подряд. Однако это увеличение произошло главным образом из-за более высоких цен на вафли, а не из-за увеличения производства других видов продукции. Спрос на пластины диаметром 300 мм в 2022 году составит около 7200 пластин в месяц (слов в минуту). Но до 2024 года, даже при работе на 100 процентов, общая мощность производства 300-миллиметровых пластин будет примерно на 10 процентов меньше спроса. В результате были выделены некоторые клиенты, особенно вендоры второго эшелона. В то же время нет недостатка в чипах на основе карбида кремния (SiC) в небольших масштабах и с быстрым ростом. Но если спрос пойдет так, как ожидалось, их тоже ждет дефицит пластин. Два крупнейших поставщика пластин, японские SEH и Sumco, вместе занимают более 50% рынка.

Деятельность по крупным инвестициям в мощности по производству 300-миллиметровых пластин продолжается, но даже в этом случае спрос будет продолжать превышать предложение, а предложение, вероятно, останется недостаточным в ближайшие годы. Требования к пластинам диаметром 300 мм разнообразны. Это не только смартфоны. Сюда также входят центры обработки данных, автомобили, персональные компьютеры, искусственный интеллект, промышленная продукция, потребительские товары и многое другое. Смартфоны остаются важным драйвером роста 300-мм пластин, но спрос на большее количество чипов для центров обработки данных и автомобильных чипов растет по мере изменений в отрасли.

GlobalWafers, третий по величине поставщик пластин в мире, планировал приобрести Siltronic. Первоначально сделку планировалось закрыть в январе 2022 года, но она была сорвана после того, как правительство не одобрило сделку. В GlobalWafers заявили, что около 5 миллиардов долларов, которые они выделили на приобретение Siltronic, будут использованы для расширения мощностей. В то же время Siltronic работает на полную мощность и продолжает продвигаться вперед, инвестируя 2 миллиарда евро в свое новое 300-миллиметровое производство FabNext в Сингапуре. Завод Siltronic во Фрайбурге в Германии строит новый цех по производству кристаллов, а южнокорейская компания SK Siltron также инвестирует значительные средства в производство 300-миллиметровых пластин. В марте 2022 года компания объявила об инвестициях в размере около 1,2 миллиарда долларов в строительство завода в Национальном 3-м индустриальном парке Фумей.

Рынок 300-миллиметровых пластин испытывает дефицит, и в 2024 году их предложение может немного снизиться. Однако дефицит 200-миллиметровых пластин по-прежнему будет сохраняться. Аджит Маноча, президент и генеральный директор SEMI, сказал: «Производители пластин добавят 25 новых производственных линий диаметром 200 мм в течение пяти лет, чтобы удовлетворить растущий спрос на такие приложения, как 5G, автомобильная промышленность и устройства Интернета вещей (IoT). устройства основаны на таких устройствах, как аналоговые интегральные схемы (ИС) управления питанием и драйверами дисплея (ICS), МОП-транзисторы, микроконтроллеры (MCUS) и датчики». Хотя финский поставщик пластин Oketic объявил о расширении мощностей по производству пластин диаметром 200 мм, этого все равно недостаточно для удовлетворения потребностей рынка. Клиенты Oketic используют ее пластины для чипов в смартфонах, портативных устройствах, автомобильной электронике, управлении промышленными процессами и медицинских приложениях, Интернете вещей, а также в различных решениях для улучшения энергопотребления и эффективности. SEMI сообщает, что в этом году на долю фабрик будет приходиться более 50% мировой мощности 200-мм фабрик, на аналоговые фабрики будет приходиться 19%, а на дискретные/мощные фабрики — 12%. В региональном разрезе Китай будет лидировать в мире в 2022 году с долей 21 процента в 200 миллионах кубических метров мощностей, за ним следуют Япония с 16 процентами, Тайвань и Европа/Ближний Восток с 15 процентами каждая. Что касается нехватки 200-миллиметровых пластин, Сэмюэл Т. Ванг, вице-президент по исследованиям, технологиям и поставщикам услуг Gartner, заключил: «Конца этому не видно». «Китай может быть единственным решением».

В настоящее время по крайней мере дюжина поставщиков пластин в Китае быстро выросли и ставят агрессивные цели для своих поставщиков пластин. Хотя качество необходимо улучшить, уже есть поставщики, предлагающие пластины диаметром 200 и 300 мм, подходящие для производства по 90-нм технологии. В их число входят ESWIN, Hangzhou Semiconductor Wafer Co., LTD. (входит в состав Nippon Steel Group), NSIG (National Silicon Industry Group), которая является инвестором компаний Soitec, oketic, ZingSemi и Simgui, Последняя сотрудничает с Soitec по производству пластин RF-SOI и др.), Chongqing Advanced Silicon Technology Co. ., ООО. («AST») и Nanjing Guosheng Electronics Co., LTD.

На самом деле Китай продвигает бизнес по производству сложных полупроводников. Пластины карбида кремния (SiC) используются на рынке энергетических приложений, и в настоящее время может возникнуть определенный дефицит поставок. Пластины карбида кремния намного медленнее, энергоемче и дороже в производстве, чем кремниевые пластины. Для выращивания пластин (слитков) SiC обычно требуются недели в печах, которые в два раза горячее, чем кремниевые пластины, производят всего около 50 пластин на пластину, имеют потери выхода в диапазоне 30% и стоят в 20-50 раз дороже, чем кремниевые пластины. Но из-за того, что чипы SiC обещают решить проблему с запасом хода электромобилей (и другие проблемы, связанные с питанием), SiC в настоящее время является источником растущей конкуренции. С этой целью лидер SiC Wolfspeed только что открыл крупнейший в мире завод по производству карбида кремния в северной части штата Нью-Йорк и расширяет свой завод по производству материалов в Северной Каролине. В то же время производитель SOI-подложек Soitec активно развивает технологию Smart Cut, позволяющую получать из пластин SiC в 10 раз больше пластин, чем это возможно в настоящее время. Первое производство новейшего вафельного завода ожидается во второй половине 2023 года.

Когда в отрасли производства микросхем наблюдается серьезный дефицит, дефицит может ощутить каждый сектор. Компании накапливают оборудование, материалы и даже производственное оборудование. Только после того, как индустрия микросхем замкнет цикл всей экосистемы, наконец, смогут состояться серьезные и продуктивные переговоры. Все участники цепочки поставок получают видимость и доверие, необходимые им для получения прибыли друг от друга. В противном случае отрасль рискует впасть в углубляющийся кризис.

Fountyl Technologies PTE Ltd специализируется на производстве полупроводников, основная продукция включает в себя: штыревой патрон, пористый керамический патрон, керамический концевой эффектор, керамическую квадратную балку, керамический шпиндель, добро пожаловать к контакту и переговорам！