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    日前,芯片设计与制造供应链企业协会(SEMI)在其300mm Fab Outlook to 2024报告中指出,近年来,由于5G、物联网(IoT)、新能源汽车、人工智能、高性能计算等技术蓬勃发展,对云服务、游戏、大型数据中心、医疗保健技术等方面在需求上的不断上升,正推动半导体行业的投入大幅度增加,未来几年对先进芯片的生产需求会像滚雪球一样。

    “新冠病毒大流行正在加速一场数字转型,它几乎横扫所有可以想象的行业,重塑我们的工作和生活方式",SEMI总裁兼首席执行官Ajit Manocha在这份报告中说,“预计创纪录的支出和38座新晶圆厂将会加强半导体作为前沿技术的基石的作用,这些技术正在推动这一转型,并有望帮助解决一些世界上最大的挑战”。

    SEMI预测,2019-2024年期间,半导体晶圆厂投资高速增长会持续到2021年,年增长率将逐步减速至4%,根据之前的行业周期反映,预计到2022年会出现放缓后,2024年将再次出现小幅度的下滑。

    其中2023年设备预算将达到创纪录的700亿美元,300mm晶圆厂设备支出将超过2500亿美元。包括至少将新建38座300mm(12英寸)晶圆厂,并对数十座晶圆厂进行升级,以使用更先进的工艺制程节点生产芯片。到2024年底,新建和升级的晶圆厂上线后,全球300mm晶圆厂每月产能将增加约180万片,达到700万片以上。如果SEMI的预测最终实现,到2024年底,总共将有161座300mm晶圆厂投入运营,高于2019年的123座。

    与预计投入提升相关的另一个因素是该行业向极紫外光(EUV)光刻工具的缓慢过渡,这些工具比传统的深紫外光(DUV)扫描仪更昂贵,而且还需要晶圆厂中的其他先进设备与其配合。EUV目前只用于逻辑电路/微处理器的生产,但三星最近开始使用具有部分EUV层的工艺生产DRAM。

    长期以来,中国台湾和韩国在300mm晶圆厂的运营数量上一直处于领先地位。在晶圆代工行业的整合和对前沿节点的需求不断增长的情况下,中国台湾半导体制造公司的资本支出增长相当迅速。SEMI表示,到2024年(与2019年相比),中国台湾将新增11座300mm晶圆厂,这远远领先于其他国家和地区。

    中国大陆预计到2024年底将新建8座300mm晶圆厂,并将300mm晶圆厂的产能市场份额大幅提升至20%(2015年为8%),产能达到每月150万片。尽管非中国公司将在这一增长中占很大一部分,但中国本土企业正在加速其产能投资。2020年这些公司将占中国Fab厂产能的43%左右,预计到2022年将达到50%,到2024年将达到60%。

    韩国企业,即三星和SK海力士也将在2024年前投入数百亿美元的新晶圆厂和设备,但并未透露新建晶圆厂的数量。与中韩高歌猛进相比,日本300mm晶圆厂份额会继续下降,从2015年的19%下降到2024年的12%。另外美洲的份额也在下降,从2015年的13%下降到2024年的10%。

    SEMI表示,3D NAND和DRAM将贡献300mm晶圆厂投资增长的大部分。考虑到美光、三星、SK海力士、西部数据/Kioxia,这四大内存厂商之间的竞争激烈,而且中国还出现了多家新厂商,这种情况并不奇怪。

    英特尔、GlobalFoundries、台积电、联电等芯片生产的公司也将大幅度增加预算,不过有些公司会更倾向于升级现有的晶圆厂,而不是建造新的晶圆厂。

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