se pintarmos um quadro do futuro, isso significa que estamos preocupados com o presente?

a demanda por processos avançados de fundição de wafers está crescendo e, por trás do desenvolvimento ascendente da indústria em geral, a situação do mercado de processos maduros parece ser relativamente clara. o último relatório divulgado pela organização de pesquisa trendforce apontou que embora a taxa de utilização da capacidade dos processos maduros possa aumentar 10 pontos percentuais no próximo ano, em relação a esta “torta”, a indústria disse que a expansão contínua dos processos maduros levará a uma pressão contínua sobre os preços.

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a razão pela qual ainda não funciona

afetada pela baixa visibilidade da demanda por produtos de consumo em 2025, a cadeia de abastecimento tem uma atitude conservadora em relação ao estabelecimento de estoques. os pedidos para fundições de wafers serão o mesmo modo de pedido urgente esporádico de 2024. no entanto, o estoque de componentes de aplicação, como automóveis. , o controle industrial e os servidores gerais foram reduzidos. será gradualmente corrigido para um nível saudável em 2024 e se juntará às fileiras da lotação esporádica em 2025. espera-se que a taxa de utilização da capacidade dos processos maduros aumente em 10 pontos percentuais. e exceder 70%.

no entanto, como as fábricas abrandaram os seus planos de expansão da produção durante dois anos consecutivos devido à fraca procura, espera-se que abram gradualmente novas capacidades de produção anteriormente adiadas em 2025, especialmente 28 nanómetros, 40 nanómetros e 55 nanómetros, sob a dupla pressão. da baixa visibilidade da procura e da abertura de novas capacidades de produção, o preço dos processos maduros continua sob pressão.

em 9 de maio, a maior fundição de wafer da china continental divulgou seu relatório financeiro do primeiro trimestre de 2024. na conferência de resultados do dia seguinte, o ceo admitiu que a linha de produção de wafer de 12 polegadas da empresa está operando em plena capacidade desde fevereiro, mas a concorrência na indústria continua acirrada. “muitos dos nossos clientes estratégicos, sejam descodificadores ou smartphones, podem perder as suas encomendas se os concorrentes reduzirem os preços no mercado, e dezenas de milhões de encomendas podem ser perdidas. competição com nossos clientes ".

as empresas que se concentram em processos maduros de fundição de wafer têm suas próprias estratégias, mas também podem ser descritas como sopa clara e pouca água.

mundo avançadoa fábrica de 12 polegadas e semicondutores compostos investiu e subscreveu 50.000 ações de private equity da hanlei. a cooperação entre as duas partes estima que a produção em massa seja esperada no segundo semestre de 2026.

umcela se concentra em aumentar sua capacidade de receber pedidos para processos especiais. atualmente é capaz de fornecer processos especiais como 22/28nm, envm e rfsoi. a empresa está otimista de que o mercado de ia generativa tem um enorme potencial e não estará ausente do mercado. mercado de ia.

semicondutor de potênciao presidente huang chongren disse anteriormente que se transformará em duas direções principais para se livrar da concorrência de preços entre os fabricantes. a primeira é a fab ip, que cobra taxas de autorização de construção de fábricas, e a segunda é a tecnologia 3d ic com vantagens tecnológicas de empilhamento.

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a ia leva os processos de fabricação avançados para o próximo nível

a tsmc lidera, e espera-se que o valor da produção global da fundição de wafer retorne a uma taxa de crescimento anual de mais de 20% no próximo ano, e a taxa de crescimento anual será a mais alta dos últimos três anos. o instituto de pesquisa trendforce divulgou sua previsão mais recente. processos avançados, como 5/4/3 nanômetros usados ​​em produtos de computação de alta velocidade (hpc) e smartphones emblemáticos, permanecerão totalmente carregados e continuarão até 2025. o desempenho da receita da tsmc superará o da indústria. média, esperado emiao aumento das aplicações (ia) impulsionará o crescimento do valor da produção industrial.

de acordo com a última pesquisa da trendforce, embora a visibilidade do mercado consumidor final no próximo ano ainda seja baixa, o estoque de cadeias de suprimentos como automóveis e controles industriais diminuiu gradualmente desde o segundo semestre deste ano. a estocagem esporádica será reiniciada no próximo ano. , e a ia de ponta aumentará o estoque de unidade única. com o consumo de wafer de telefones celulares e a implantação contínua de ia em nuvem, estima-se que o valor de produção da fundição de wafer aumentará 20% ao ano no próximo ano, o que é melhor. do que os 16% deste ano.

no entanto, de acordo com as observações da indústria, se a tsmc for excluída, a produção global de fundição de wafer aumentará apenas 11,2% no próximo ano, o que significa que a tsmc sozinha contribuirá com quase metade do crescimento. os processos avançados manterão um elevado ritmo de crescimento e as embalagens avançadas serão cada vez mais. importante.

com base na análise do desempenho de várias fundições de wafer, a trendforce espera que processos avançados e embalagens avançadas impulsionem a taxa de crescimento anual da receita da tsmc a exceder a média da indústria no próximo ano.

além disso, apoiado pela promoção contínua da ia ​​e pelo baixo inventário de vários componentes de aplicação, embora o crescimento anual da receita da indústria de fundição retorne ao nível de 20% no próximo ano, os fabricantes ainda terão que enfrentar muitos desafios, incluindo o geral. afectarão a procura terminal dos consumidores, se os custos elevados afectarão a implantação da ia ​​e se a expansão da produção aumentará as despesas de capital.

a trendforce estima que os processos de 7, 6 nanômetros, 5, 4 nanômetros e 3 nanômetros contribuirão com 45% para a receita global de fundição no próximo ano. de acordo com observações da indústria, os processos relevantes são nós de tecnologia nos quais o fabricante líder tsmc é bom e líder.

a capacidade de produção de embalagens avançadas é limitada. a trendforce analisa que, impulsionada pela demanda em grandes áreas por chips de ia, as embalagens avançadas 2,5d estarão em grande escassez de 2023 a 2024. grandes fabricantes como tsmc, samsung e intel, que fornecem soluções completas. para fabricação front-end e embalagens back-end estão construindo ativamente capacidade de produção, estima-se que a receita de embalagens 2,5d fornecida pelas fundições de wafer aumentará mais de 120% anualmente no próximo ano, embora represente menos de 5% de. da receita geral da fundição de wafer, sua importância aumenta a cada dia.

o presidente e presidente da tsmc, wei zhejia, mencionou em uma conferência de imprensa anterior que, na parte de embalagem, a tsmc se concentrará apenas nas tecnologias de back-end mais avançadas. essas tecnologias ajudarão os clientes a desenvolver produtos voltados para o futuro.

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o “excesso de contenção” de nós maduros

primeiro, o termo “semicondutor maduro” abrange uma gama de diferentes tipos de chips, cada um com sua própria dinâmica de oferta e demanda. isso inclui tipos específicos de semicondutores, incluindo lógica, potência, rf e semicondutores híbridos analógicos e digitais, bem como semicondutores maduros para tipos específicos de usos finais, como automotivo, robótica, drones, automação industrial, aeroespacial e outras indústrias. . por conseguinte, não existe um mercado único para os "semicondutores tradicionais" e geralmente não podemos dizer "excesso de capacidade".

em segundo lugar, a maior parte da capacidade mundial de produção de nós semicondutores maduros está nas mãos de idms. na china, a capacidade de produção de nós maduros é dominada por empresas envolvidas em serviços de fundição, o que inclui um alto grau de especialização. as fundições fabricam semicondutores com base em projetos fornecidos pelos clientes, contando com a demanda do mercado determinada pelos clientes da fundição e não pela própria fundição. a empresa projeta semicondutores estreitamente alinhados com as necessidades de indústrias específicas, esforçando-se para equilibrar cuidadosamente a oferta e a demanda, e nosso modelo de negócios é projetado para evitar “excesso de capacidade”. as fundições tendem a ser altamente especializadas e, normalmente, cada fábrica operada por uma empresa será configurada para um produto de cliente muito específico.

além disso, como a margem de lucro dos semicondutores de nós maduros é muito baixa, é difícil para as fundições mudarem rapidamente de linha de produção, por isso as fundições e os clientes preferem assinar contratos de longo prazo para garantir o fornecimento de tipos específicos de semicondutores. isto é particularmente adequado para indústrias com longos ciclos de vida de produtos, elevados requisitos de segurança e certificação rigorosa de qualidade e confiabilidade de produtos, como equipamentos médicos e aplicações automotivas.

finalmente, existe o conceito de “excesso de capacidade económica” que é muitas vezes esquecido ou mal compreendido na indústria. isto refere-se ao facto de a indústria global considerar que uma certa quantidade de excesso de oferta é desejável e crítica para atenuar as flutuações esperadas e comuns na oferta e na procura. alguns desses riscos incluem desastres naturais imprevisíveis, como o terremoto de fukushima, que afetou a fabricação de front-end e os fornecedores de materiais; instalações ocorre um incêndio. algumas pessoas na indústria acreditam que o nível ideal de excesso de capacidade está em torno de 15-20%! mesmo após a grave escassez de chips ocorrida durante a epidemia, alguns nós maduros continuarão a sofrer escassez contínua, e a saúde de todo o sistema requer um certo grau de excesso de capacidade econômica.

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os processos avançados são apenas um palco para batalhas gigantescas, enquanto os processos maduros são a “riqueza” perseguida pelo mundo.

o departamento de comércio dos eua entrevistou cerca de 100 empresas norte-americanas no primeiro trimestre de 2024 para determinar sua dependência de empresas chinesas para semicondutores maduros. a questão da dependência está intimamente ligada à questão do excesso de capacidade, uma vez que as autoridades norte-americanas temem que o excesso de capacidade possa levar a uma maior dependência, deixando as empresas vulneráveis ​​a perturbações na cadeia de abastecimento em nós maduros.

a situação também é complicada pelo fato de um grande número de chips ser montado na china. as empresas dos eua raramente importam semicondutores individuais, mas importam produtos contendo um ou mais semicondutores maduros que podem ser originários da china, seja de fundições nacionais ou de fundições estrangeiras que operam na china. como resultado dos controlos de exportação dos eua e da crescente pressão da china sobre certas cadeias de abastecimento governamentais e de empresas estatais para reduzir o volume de semicondutores estrangeiros, a proporção de produtos de ti produzidos na china por empresas estrangeiras que são semicondutores maduros da china poderá aumentar.

as empresas que fabricam chips de ponta atribuem frequentemente o aumento da procura ao crescimento de aplicações de ia que dependem de cpus, gpus ou chips de processamento neural especializados. os aplicativos que ganham menos manchetes incluem processadores de aplicativos para smartphones, computação de alto desempenho (hpc) e chips de servidores em nuvem.

quando as tecnologias da próxima geração estiverem disponíveis e os principais clientes das principais aplicações estiverem prontos para migrar para o próximo nó de ponta, haverá lacunas de capacidade nas fábricas, especialmente se os volumes forem elevados.

porém, mais chips são construídos em nós mais maduros. por exemplo, os veículos eléctricos aumentaram a procura de cis de gestão de energia (pmics). os pmics geralmente usam nós maduros, como 180nm ou 130nm, mas usando processos bcd (bipolar, cmos, d-mos), os pmics estão se tornando cada vez mais inteligentes, integrando cada vez mais lógica digital além de circuitos analógicos. portanto, os projetos estão migrando para nós de processo bcd de 90nm, 55nm e 40nm.

ao mesmo tempo, a demanda do sensor ainda pode estar abaixo dos nós de 180 e 150 nm. para aplicações automotivas que exigem resistência de alta tensão, eles são integrados a outros circuitos analógicos no processo bcd e usam principalmente 180nm ou 130nm. sensores inteligentes avançados integrados a microcontroladores estão migrando para 65nm ou 40nm, mas esta é a tecnologia mais recente para essas aplicações. . os principais sensores de imagem cmos usam processo de baixo consumo de energia de 22 nm e estão migrando para o processo finfet de 12 nm.

os nós de processo normalmente têm como alvo aplicativos e casos de uso específicos. os chips para sistemas iot representam alguma divergência nos nós de processo alvo, com a maioria permanecendo em nós como 40 e 22 nm por razões de custo. mas à medida que a ia avança para o limite, mais dispositivos terão algumas capacidades de inferência, e os chips que executam essa função precisarão de desempenho superior do que outras lógicas digitais, por isso estão migrando para 6 nm.

chips de sinais analógicos e mistos também tendem a ficar para trás. a umc observou: "se o aplicativo tiver uma combinação de circuitos analógicos e digitais, acreditamos que 55 nm é a melhor escolha. o analógico puro tende a permanecer nos nós avançados de 8 polegadas - normalmente 180 e 150 nm."

os processos maduros não são estáticos. algumas fábricas dão nova vida a processos antigos, fazendo melhorias para atrair novos designs. isso inclui a introdução de dispositivos transistores específicos para melhorar o desempenho ou minimizar vazamentos, reduzir o processo para melhorar o custo e a utilização de ferramentas, adicionar recursos específicos de rf ou altas tensões para permitir sistemas de sinais mistos ou adicionar certificação de nível automotivo.

o surgimento da tecnologia de chips também afeta essas escolhas. em teoria, não é mais necessário migrar certas funções para nós mais avançados e pode simplesmente colocar tudo em um único chip. em vez disso, apenas as peças que realmente exigem funcionalidade avançada de nó podem ser movidas para lá, minimizando o tamanho da matriz de nós caros. o restante pode ser integrado na embalagem como um chiplet separado. embora os chips possam economizar custos de chips, os custos de embalagem avançada devem ser reduzidos para obter economia líquida de custos.