私たちが未来の絵を描くということは、現在について心配しているということでしょうか？

先進的なウェーハファウンドリプロセスの需要は急増しており、業界全体の上向きの発展の陰で、成熟したプロセスの市場状況は比較的明確になっているようです。調査機関trendforceが発表した最新のレポートでは、成熟プロセスの稼働率は来年10パーセントポイント上昇する可能性があるものの、この「パイ」に関して業界は成熟プロセスの継続的な拡大が継続的な圧力につながると指摘している。価格について。

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それでもうまくいかない理由

2025 年の消費者向け製品の需要が見えにくいことの影響で、サプライチェーンは在庫確立に対して保守的な態度をとるため、ウェハーファウンドリへの発注は 2024 年と同様に散発的な緊急発注モードとなるでしょう。ただし、自動車などのアプリケーションコンポーネントの在庫は減少します。 、産業用制御、および一般サーバーは削減されており、2024 年には徐々に健全なレベルに修正され、2025 年には散発的な在庫の仲間入りをします。成熟したプロセスの容量使用率は 10 パーセント増加すると予想されます。そして70％を超えています。

しかし、需要低迷を理由にファブは2年連続で生産拡大計画を遅らせており、二重の圧力の下、2025年には特に28ナノメートル、40ナノメートル、55ナノメートルの、これまで延期されていた新規生産能力を徐々に開放すると予想されている。需要の見通しが低いことと新たな生産能力の開拓により、成熟したプロセスの価格は引き続き圧力にさらされています。

5月9日、中国本土最大のウェーハファウンドリは2024年第1四半期の財務報告書を発表した。翌日の決算会見で同最高経営責任者（ceo）は、同社の12インチウェーハ生産ラインは2月以来フル稼働しているが、業界の競争は依然熾烈であることを認めた。 「セットトップボックスであれスマートフォンであれ、当社の戦略的顧客の多くは、競合他社が市場で価格を引き下げれば注文を失う可能性があり、数千万件の注文が失われる可能性があります。当社は依然として市場に適応し、市場に立ち向かう必要があります」顧客との競争。」

成熟したプロセスのウェーハファウンドリに焦点を当てている企業には独自の戦略がありますが、それらは澄んだスープとほとんど水のようなものであるとも言えます。

世界先進12インチ工場と化合物半導体が投資し、ハンレイのプライベートエクイティ株式5万株を引き受けた。両者の協力により、量産は2026年下半期に予定されている。

umc同社は、特殊プロセスの受注能力を高めることに注力しており、現在 22/28nm、envm、rfsoi などの特殊プロセスを提供できます。同社は、生成 ai 市場には大きな可能性があり、今後も欠如することはないと楽観的です。 ai市場。

パワー半導体黄崇仁会長は以前、メーカー間の価格競争を排除するために2つの大きな方向に変革すると述べた。1つ目は工場建設許可料を請求するfab ipであり、2つ目は積層技術の利点を備えた3d ic技術である。

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ai は高度な製造プロセスを次のレベルに引き上げます

tsmcが先頭に立ち、世界のウェーハファウンドリ生産額は来年20％以上の年間成長率に戻ると予想されており、年間成長率は過去3年間で最高となる。調査機関trendforceは、高速コンピューティング（hpc）製品や主力スマートフォンに使用される5/4/3ナノメートルなどの先端プロセスは引き続きフル搭載され、2025年まで継続するとの最新予測を発表した。tsmcの収益実績は業界を上回るだろう。平均、予想されるai(ai) アプリケーションの増加は、工業生産額の成長を促進します。

トレンドフォースの最新調査によると、来年の消費者向け市場の見通しはまだ低いものの、来年下半期から散発的な在庫が再開されることから、自動車や産業用制御機器などのサプライチェーンの在庫は徐々に減少している。 、エッジaiは、携帯電話のウェーハ消費量とクラウドaiの継続的な展開により、ウェーハファウンドリの生産額は来年20％増加すると推定されており、これはさらに良いことです。今年の16％よりも低い。

しかし、業界の観測によれば、tsmcを除くと、世界のウェーハファウンドリ生産量は来年11.2%しか増加しないという。つまり、tsmcだけで成長の半分近くに貢献することになるが、高度なプロセスは高い成長の勢いを維持しており、高度なパッケージングは​​ますます進んでいる。重要。

さまざまなウェーハファウンドリの業績分析に基づいて、trendforce は、高度なプロセスと高度なパッケージングにより、来年の tsmc の年間収益成長率が業界平均を超えると予想しています。

さらに、ai の継続的な推進とさまざまなアプリケーション コンポーネントの在庫不足に支えられ、来年のファウンドリ業界の年間収益成長率は 20% の水準に戻ると予想されますが、メーカーは依然として、全体的な問題を含む多くの課題に直面する必要があります。端末の消費者の需要に影響を与えるかどうか、高コストが ai の導入に影響を与えるかどうか、生産の拡大によって設備投資が増加するかどうかなどです。

trendforce は、7、6 ナノメートル、5、4 ナノメートル、および 3 ナノメートルのプロセスが、来年の世界のファウンドリ収益の 45% に寄与すると推定しています。業界の観察によると、関連するプロセスは大手メーカーtsmcが得意とし、リードする技術ノードです。

trendforce の分析では、ai チップの大面積需要により、2.5d 先進パッケージングの生産能力は逼迫しており、2023 年から 2024 年にかけて深刻な供給不足に陥ると考えられています。tsmc、samsung、intel などの大手メーカーが完全なソリューションを提供しています。フロントエンド製造とバックエンドパッケージングのすべてが積極的に生産能力を構築しており、ウェーハファウンドリが提供する2.5dパッケージングの収益は、来年は年間120％以上増加すると推定されていますが、その割合は5％未満です。ウェーハファウンドリ全体の収益において、その重要性は日に日に高まっています。

tsmcの魏哲佳会長兼社長は以前の記者会見で、tsmcはパッケージング部分においては最先端のバックエンド技術のみに注力すると述べ、これらの技術は顧客の将来を見据えた製品の開発に役立つと述べた。

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成熟したノードの「過剰な競合」

まず、「成熟した半導体」という用語は、さまざまなタイプのチップをカバーしており、それぞれに独自の需要と供給のダイナミクスがあります。これらには、ロジック、パワー、rf、アナログおよびデジタルのハイブリッド半導体などの特定の種類の半導体と、自動車、ロボット工学、ドローン、産業オートメーション、航空宇宙、その他の産業などの特定の種類の最終用途向けの成熟した半導体の両方が含まれます。 。したがって、「従来の半導体」には単一の市場は存在せず、一概に「生産能力が過剰」であるとは言えません。

第二に、世界の成熟した半導体ノードの生産能力のほとんどはidmの手にあり、中国では高度な専門性を含むファウンドリサービスに従事する企業がその成熟したノードの生産能力を独占している。ファウンドリは、ファウンドリ自体ではなくファウンドリの顧客によって決定される市場の需要に依存して、顧客が提供した設計に基づいて半導体を製造します。同社は特定の業界のニーズに合わせて半導体を設計し、需要と供給のバランスを注意深く保つよう努めており、当社のビジネスモデルは「過剰生産能力」を回避するように設計されています。ファウンドリは高度に専門化される傾向があり、通常、企業が運営する各工場は非常に特定の顧客製品用にセットアップされます。

さらに、成熟したノード半導体の利益率は非常に低いため、ファウンドリが生産ラインを迅速に切り替えることが困難であるため、ファウンドリと顧客は特定の種類の半導体の供給を固定するために長期契約を結ぶことを好みます。これは、医療機器や自動車用途など、長い製品ライフサイクル、高い安全性要件、製品の品質と信頼性の厳格な認証を必要とする業界に特に適しています。

最後に、業界で見落とされたり誤解されたりしがちな「経済的過剰生産能力」という概念があります。これは、世界の産業界が、予想される一般的な需要と供給の変動を平準化するためには、一定量の過剰供給が望ましいものであり、重要であると実際に考えているという事実を指します。これらのリスクには、前工程の製造業者や材料サプライヤーに影響を与えた福島地震などの自然災害や、過去数年間に発生した大規模な事故などが含まれます。設備 火災が発生する。業界の一部の人々は、過剰生産能力の最適なレベルは約 15 ～ 20% であると信じています。流行中に深刻なチップ不足が発生した後でも、一部の成熟したノードでは引き続き不足が発生し、システム全体の健全性のためにはある程度の経済的な余剰容量が必要です。

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高度なプロセスは巨大な戦いの舞台にすぎないが、成熟したプロセスは世界が追い求める「富」である。

米商務省は、成熟した半導体における中国企業への依存度を判断するため、2024年第1四半期に約100社の米国企業を対象に調査を行った。依存問題は過剰生産能力の問題と密接に関係しており、米国当局は過剰生産能力が依存度の増大につながり、企業が成熟したノードでのサプライチェーンの混乱に対して脆弱になる可能性があると懸念している。

大量のチップが中国で組み立てられているという事実も状況を複雑にしている。米国企業が個別の半導体を輸入することはめったになく、むしろ、国内のファウンドリまたは中国で事業を展開する外国のファウンドリから、中国で生産された可能性のある 1 つまたは複数の成熟した半導体を含む製品を輸入しています。米国の輸出規制と中国が一部の政府および国有企業のサプライチェーンに対して外国半導体の量を減らすよう圧力を強めている結果、外国企業が中国で生産するit製​​品のうち、中国の成熟した半導体である割合が高まる可能性がある。

最先端のチップを製造する企業は、cpu、gpu、または特殊なニューラル処理チップに依存する ai アプリケーションの成長が需要の増加の原因であると考えることがよくあります。あまり話題にならないアプリケーションには、スマートフォン アプリケーション プロセッサ、ハイ パフォーマンス コンピューティング (hpc)、クラウド サーバー チップなどがあります。

次世代テクノロジーが利用可能になり、主要なアプリケーションの主要顧客が次の最先端ノードに移行する準備ができた場合、特に生産量が多い場合、工場内にキャパシティギャップが生じます。

しかし、より多くのチップはより成熟したノード上に構築されています。たとえば、電気自動車では電源管理 ic (pmic) の需要が増加しています。 pmic は通常、180nm や 130nm などの成熟したノードを使用しますが、bcd プロセス (バイポーラ、cmos、d-mos) を使用することで、pmic はますますインテリジェントになり、アナログ回路に加えてデジタル ロジックをますます統合しています。したがって、設計は 90nm、55nm、および 40nm bcd プロセス ノードに移行しています。

同時に、センサーの需要は依然として 180 および 150nm ノードを下回る可能性があります。高耐圧が必要な車載アプリケーションの場合、bcd プロセスで他のアナログ回路と統合され、主に 180nm または 130nm が使用されます。マイクロコントローラーと統合された高度なスマート センサーは 65nm または 40nm に移行していますが、これはこれらのアプリケーション向けの最新テクノロジーです。 。上位の cmos イメージ センサーは 22nm 低電力プロセスを使用しており、12nm finfet プロセスに移行しています。

プロセス ノードは通常、特定のアプリケーションとユースケースを対象としています。 iot システム用のチップは、ターゲットのプロセス ノードに多少の差異があり、ほとんどはコスト上の理由から 40 nm や 22nm などのノードにとどまっています。しかし、aiがエッジに移行するにつれて、より多くのデバイスが何らかの推論機能を備え、その機能を実行するチップには他のデジタルロジックよりも高いパフォーマンスが必要となるため、6nmへの移行が進んでいます。

アナログおよびミックスドシグナルチップも遅れをとる傾向があります。 umcは、「アプリケーションにアナログ回路とデジタル回路が混在している場合、55nmが最良の選択であると考えています。純粋なアナログは8インチの高度なノード、通常は180nmと150nmにとどまる傾向があります。」と述べています。

成熟したプロセスは静的ではありません。一部の工場では、新しいデザインを引き付けるために改善を行うことで、古いプロセスに新しい命を吹き込みます。これには、性能を向上させたりリークを最小限に抑えたりするための特定のトランジスタ デバイスの導入、コストとツールの使用率を向上させるためのプロセスの縮小、混合信号システムを可能にするための特定の rf 機能や高電圧の追加、自動車グレードの認証の追加などが含まれます。

チップレット技術の出現もこれらの選択に影響を与えます。理論的には、特定の機能をより高度なノードに移行する必要はなくなり、すべてを単一のチップ上に配置するだけで済みます。代わりに、高度なノード機能を本当に必要とする部分のみをそこに移動できるため、高価なノードのダイ サイズが最小限に抑えられます。残りの部分は、別個のチップレットとしてパッケージ内に統合できます。チップレットはチップのコストを節約できますが、純コストの削減を達成するには高度なパッケージングのコストを削減する必要があります。