​wenn wir uns ein bild von der zukunft machen, heißt das, dass wir uns sorgen um die gegenwart machen?

die nachfrage nach fortschrittlichen wafer-foundry-prozessen boomt und hinter der aufwärtsentwicklung der gesamten branche scheint die marktsituation ausgereifter prozesse relativ klar zu sein. der jüngste bericht der forschungsorganisation trendforce wies darauf hin, dass die kapazitätsauslastung ausgereifter prozesse im nächsten jahr zwar um 10 prozentpunkte steigen könne, die branche jedoch in bezug auf diesen „kuchen“ sagte, dass die weitere ausweitung ausgereifter prozesse zu anhaltendem druck führen werde auf preise.

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der grund, warum es immer noch nicht funktioniert

aufgrund der geringen sichtbarkeit der nachfrage nach konsumgütern im jahr 2025 nimmt die lieferkette eine konservative haltung gegenüber der bestandsaufnahme ein. bestellungen für wafer-foundries werden nach dem gleichen sporadischen modus für dringende bestellungen erfolgen wie im jahr 2024. der bestand an anwendungskomponenten wie automobilen wird jedoch zurückhaltend sein , industriesteuerung und allgemeine server wurden im jahr 2024 schrittweise auf ein gesundes niveau korrigiert und reihen sich im jahr 2025 in die reihe der sporadischen lagerbestände ein. es wird erwartet, dass die kapazitätsauslastung ausgereifter prozesse um 10 prozentpunkte steigen wird und 70 % überschreiten.

da die fabriken ihre produktionsausweitungspläne jedoch aufgrund der schwachen nachfrage in zwei aufeinanderfolgenden jahren verlangsamt haben, wird erwartet, dass sie unter dem doppelten druck im jahr 2025 schrittweise neue produktionskapazitäten, insbesondere 28-nanometer-, 40-nanometer- und 55-nanometer-produktionskapazitäten, erschließen aufgrund der geringen nachfragevisibilität und der eröffnung neuer produktionskapazitäten stehen die preise für ausgereifte prozesse weiterhin unter druck.

am 9. mai veröffentlichte festlandchinas größte wafergießerei ihren finanzbericht für das erste quartal 2024. auf der ergebniskonferenz am nächsten tag gab der ceo zu, dass die 12-zoll-wafer-produktionslinie des unternehmens seit februar voll ausgelastet sei, der wettbewerb in der branche jedoch weiterhin hart sei. „viele unserer strategischen kunden, egal ob es sich um set-top-boxen oder smartphones handelt, könnten ihre bestellungen verlieren, wenn wettbewerber die preise auf dem markt senken, und es könnten zig millionen bestellungen verloren gehen. wir müssen uns immer noch an den markt anpassen und uns dem markt stellen.“ wettbewerb mit unseren kunden.

unternehmen, die sich auf ausgereifte wafergießereien konzentrieren, haben ihre eigenen strategien, können aber auch als klare suppe und wenig wasser beschrieben werden.

weltweit fortgeschrittendie 12-zoll-fabrik und verbindungshalbleiter investierten und zeichneten 50.000 private-equity-aktien von hanlei. die zusammenarbeit zwischen den beiden parteien geht davon aus, dass die massenproduktion in der zweiten hälfte des jahres 2026 erwartet wird.

umcdas unternehmen konzentriert sich auf die verbesserung seiner fähigkeit, aufträge für spezialprozesse zu erhalten. derzeit ist es in der lage, spezialprozesse wie 22/28 nm, envm und rfsoi anzubieten. das unternehmen ist optimistisch, dass der markt für generative ki ein großes potenzial hat und nicht fehlen wird ki-markt.

leistungshalbleitervorstandsvorsitzender huang chongren hat zuvor erklärt, dass es sich in zwei hauptrichtungen wandeln wird, um den preiswettbewerb zwischen den herstellern zu beseitigen. das erste ist fab ip, das genehmigungsgebühren für den fabrikbau erhebt, und das zweite ist die 3d-ic-technologie mit den vorteilen der stapeltechnologie.

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ki bringt fortschrittliche fertigungsprozesse auf die nächste stufe

tsmc ist führend, und es wird erwartet, dass der weltweite produktionswert der wafer-foundry im nächsten jahr wieder eine jährliche wachstumsrate von mehr als 20 % erreichen wird, und die jährliche wachstumsrate wird die höchste in den letzten drei jahren sein. das forschungsinstitut trendforce hat seine neueste prognose veröffentlicht. fortschrittliche prozesse wie 5/4/3 nanometer, die in high-speed-computing-produkten (hpc) und flaggschiff-smartphones verwendet werden, werden bis 2025 voll ausgelastet bleiben. die umsatzentwicklung von tsmc wird die der branche übertreffen. durchschnittlich, erwartet inkidie zunahme von (ki-)anwendungen wird das wachstum des industriellen produktionswerts vorantreiben.

laut der neuesten umfrage von trendforce wird die sichtbarkeit des endverbrauchermarkts im nächsten jahr zwar immer noch gering sein, der lagerbestand von lieferketten wie automobilen und industriesteuerungen ist jedoch seit der zweiten hälfte dieses jahres allmählich zurückgegangen. die sporadische bevorratung wird im nächsten jahr wieder aufgenommen , und edge ai wird den einzelstückbestand von mobiltelefonen erhöhen und den kontinuierlichen einsatz von cloud ai schätzungsweise um 20 % pro jahr steigern, was besser ist als die diesjährigen 16 %.

wenn man jedoch tsmc ausschließt, wird die weltweite wafer-foundry-produktion im nächsten jahr nur um 11,2 % steigen, was bedeutet, dass allein tsmc fast die hälfte des wachstums beisteuern wird wichtig.

basierend auf der analyse der leistung verschiedener wafer-foundries erwartet trendforce, dass fortschrittliche prozesse und fortschrittliche verpackungen dazu führen werden, dass die jährliche umsatzwachstumsrate von tsmc im nächsten jahr über dem branchendurchschnitt liegt.

darüber hinaus müssen sich die hersteller aufgrund der anhaltenden förderung von ki und des geringen lagerbestands verschiedener anwendungskomponenten, obwohl das jährliche umsatzwachstum der gießereiindustrie im nächsten jahr wieder auf das niveau von 20 % zurückkehren wird, immer noch vielen herausforderungen stellen, auch insgesamt auswirkungen auf die endverbrauchernachfrage haben, ob hohe kosten die stärke des ki-einsatzes beeinträchtigen und ob die ausweitung der produktion die investitionsausgaben erhöhen wird.

trendforce schätzt, dass 7-, 6-nanometer-, 5-, 4-nanometer- und 3-nanometer-prozesse im nächsten jahr 45 % zum weltweiten gießereiumsatz beitragen werden. nach branchenbeobachtungen handelt es sich bei den relevanten prozessen um technologieknoten, in denen der führende hersteller tsmc gut ist und führend ist.

die produktionskapazität für fortschrittliche verpackungen ist knapp. aufgrund der großflächigen nachfrage nach ki-chips wird es von 2023 bis 2024 zu einem erheblichen mangel an fortschrittlichen verpackungen kommen. große hersteller wie tsmc, samsung und intel bieten komplettlösungen an für die front-end-fertigung und die back-end-verpackung werden alle produktionskapazitäten aktiv aufgebaut. schätzungen zufolge werden die einnahmen aus der 2,5d-verpackung im nächsten jahr jährlich um mehr als 120 % steigen, obwohl sie weniger als 5 % ausmachen da es sich um den gesamtumsatz der wafer-foundry handelt, nimmt seine bedeutung von tag zu tag zu.

der vorsitzende und präsident von tsmc, wei zhejia, erwähnte auf einer früheren pressekonferenz, dass sich tsmc im verpackungsbereich nur auf die fortschrittlichsten back-end-technologien konzentrieren wird. diese technologien werden kunden bei der entwicklung zukunftsweisender produkte unterstützen.

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der „übermäßige wettbewerb“ reifer knoten

erstens umfasst der begriff „ausgereifter halbleiter“ eine reihe verschiedener arten von chips, von denen jeder seine eigene angebots- und nachfragedynamik aufweist. dazu gehören sowohl spezifische arten von halbleitern, einschließlich logik-, leistungs-, hf- und hybride analoge und digitale halbleiter, als auch ausgereifte halbleiter für bestimmte arten von endanwendungen, wie z. b. automobil, robotik, drohnen, industrielle automatisierung, luft- und raumfahrt und andere branchen . daher gibt es keinen binnenmarkt für „traditionelle halbleiter“ und wir können nicht pauschal von „überkapazitäten“ sprechen.

zweitens befindet sich der größte teil der weltweiten produktionskapazität für ausgereifte halbleiterknoten in den händen von idms. in china wird die produktionskapazität für ausgereifte knoten von unternehmen dominiert, die sich mit foundry-dienstleistungen befassen, was einen hohen grad an spezialisierung beinhaltet. gießereien fertigen halbleiter auf der grundlage von kundenentwürfen und stützen sich dabei auf die marktnachfrage, die von den kunden der gießerei und nicht von der gießerei selbst bestimmt wird. das unternehmen entwickelt halbleiter, die eng an den anforderungen bestimmter branchen ausgerichtet sind, und strebt danach, angebot und nachfrage sorgfältig auszubalancieren. unser geschäftsmodell ist darauf ausgelegt, „überkapazitäten“ zu vermeiden. gießereien sind in der regel hochspezialisiert, und in der regel wird jede von einem unternehmen betriebene fabrik für ein ganz bestimmtes kundenprodukt eingerichtet.

da die gewinnspanne ausgereifter knotenhalbleiter außerdem sehr gering ist, ist es für gießereien schwierig, die produktionslinien schnell umzustellen. daher schließen gießereien und kunden lieber langfristige verträge ab, um die lieferung bestimmter halbleitertypen zu sichern. dies eignet sich besonders für branchen mit langen produktlebenszyklen, hohen sicherheitsanforderungen und strenger zertifizierung der produktqualität und -zuverlässigkeit, wie beispielsweise medizinische geräte und automobilanwendungen.

schließlich gibt es noch das konzept der „wirtschaftlichen überkapazität“, das in der branche häufig übersehen oder missverstanden wird. damit ist gemeint, dass die globale industrie ein gewisses überangebot tatsächlich als wünschenswert und entscheidend für den ausgleich erwarteter und üblicher angebots- und nachfrageschwankungen ansieht. zu diesen risiken gehören unvorhersehbare ausfallzeiten von werkzeugen, naturkatastrophen wie das fukushima-erdbeben, das die front-end-fertigung und materiallieferanten beeinträchtigte, und andere vorfälle, die sich in den letzten jahren ereignet haben einrichtungen es bricht ein feuer aus. einige leute in der branche glauben, dass die optimale überkapazität bei etwa 15–20 % liegt! selbst nachdem es während der epidemie zu schwerwiegenden chip-engpässen gekommen ist, wird es bei einigen ausgereiften knoten weiterhin zu anhaltenden engpässen kommen, und die gesundheit des gesamten systems erfordert ein gewisses maß an wirtschaftlicher überkapazität.

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fortgeschrittene prozesse sind nur eine bühne für große schlachten, während ausgereifte prozesse der „reichtum“ sind, nach dem die welt strebt.

das us-handelsministerium befragte im ersten quartal 2024 rund 100 us-unternehmen, um festzustellen, wie stark sie bei ausgereiften halbleitern von chinesischen unternehmen abhängig sind. das abhängigkeitsproblem ist eng mit dem problem der überkapazitäten verbunden, da us-beamte befürchten, dass überkapazitäten zu größerer abhängigkeit führen und unternehmen anfällig für lieferkettenunterbrechungen an ausgereiften knotenpunkten machen könnten.

erschwerend kommt hinzu, dass viele chips in china montiert werden. us-unternehmen importieren selten einzelne halbleiter, sondern produkte, die einen oder mehrere ausgereifte halbleiter enthalten und möglicherweise aus china stammen, entweder von inländischen gießereien oder von in china tätigen ausländischen gießereien. aufgrund der us-exportkontrollen und des zunehmenden drucks chinas auf die lieferketten bestimmter staatlicher und staatseigener unternehmen, die menge ausländischer halbleiter zu reduzieren, könnte der anteil der in china von ausländischen unternehmen hergestellten it-produkte, bei denen es sich um ausgereifte halbleiter aus china handelt, steigen.

unternehmen, die hochmoderne chips herstellen, führen den anstieg der nachfrage häufig auf das wachstum von ki-anwendungen zurück, die auf cpus, gpus oder speziellen chips für die neuronale verarbeitung basieren. zu den anwendungen, die weniger schlagzeilen machen, gehören smartphone-anwendungsprozessoren, high performance computing (hpc) und cloud-server-chips.

wenn technologien der nächsten generation verfügbar werden und wichtige kunden für führende anwendungen bereit sind, zum nächsten spitzenknoten zu wechseln, werden fabriken kapazitätslücken aufweisen, insbesondere wenn die volumina hoch sind.

aber mehr chips werden auf ausgereifteren knoten gebaut. elektrofahrzeuge haben beispielsweise einen erhöhten bedarf an power-management-ics (pmics). pmics verwenden normalerweise ausgereifte knoten wie 180 nm oder 130 nm, aber durch die verwendung von bcd-prozessen (bipolar, cmos, d-mos) werden pmics immer intelligenter und integrieren zusätzlich zu analogen schaltkreisen immer mehr digitale logik. daher verlagern sich die designs auf 90-nm-, 55-nm- und 40-nm-bcd-prozessknoten.

gleichzeitig liegt der sensorbedarf möglicherweise immer noch unter den 180- und 150-nm-knoten. für automobilanwendungen, die eine hohe spannungsfestigkeit erfordern, werden sie mit anderen analogen schaltkreisen im bcd-prozess integriert und verwenden hauptsächlich 180 nm oder 130 nm. fortschrittliche intelligente sensoren, die in mikrocontroller integriert sind, bewegen sich auf 65 nm oder 40 nm, aber dies ist die neueste technologie für diese anwendungen. . top-cmos-bildsensoren verwenden einen 22-nm-low-power-prozess und wechseln zum 12-nm-finfet-prozess.

prozessknoten zielen typischerweise auf bestimmte anwendungen und anwendungsfälle ab. chips für iot-systeme weisen eine gewisse divergenz bei den zielprozessknoten auf, wobei die meisten aus kostengründen bei knoten wie 40 und 22 nm bleiben. da sich die ki jedoch immer weiter verlagert, werden mehr geräte über gewisse inferenzfähigkeiten verfügen, und die chips, die diese funktion ausführen, benötigen eine höhere leistung als andere digitale logik, weshalb sie auf 6 nm umsteigen.

auch analog- und mixed-signal-chips hinken tendenziell hinterher. umc bemerkte: „wenn die anwendung eine mischung aus analogen und digitalen schaltkreisen hat, dann ist 55 nm unserer meinung nach die beste wahl. reines analog bleibt tendenziell bei den 8-zoll-advanced-knoten – typischerweise 180 und 150 nm.“

reife prozesse sind nicht statisch. einige fabriken hauchen alten prozessen neues leben ein, indem sie verbesserungen vornehmen, um neue designs anzuziehen. dazu gehören die einführung spezifischer transistorgeräte zur verbesserung der leistung oder minimierung von leckagen, die verkürzung des prozesses zur verbesserung der kosten und der werkzeugauslastung, das hinzufügen spezifischer hf-funktionen oder hoher spannungen zur ermöglichung von mixed-signal-systemen oder die einführung einer zertifizierung nach automobilstandard.

das aufkommen der chiplet-technologie wirkt sich auch auf diese entscheidungen aus. theoretisch muss man bestimmte funktionen nicht mehr auf fortschrittlichere knoten migrieren und kann einfach alles auf einem einzigen chip unterbringen. stattdessen können nur die teile dorthin verschoben werden, die wirklich eine erweiterte knotenfunktionalität erfordern, wodurch die chipgröße teurer knoten minimiert wird. der rest kann als separater chiplet in das gehäuse integriert werden. während chiplets chipkosten einsparen können, müssen die kosten für moderne verpackungen gesenkt werden, um nettokosteneinsparungen zu erzielen.