Zwiększenie wydatków na sprzęt półprzewodnikowy na logikę i pamięć o większej gęstości

SEMI, wiodąca międzynarodowa organizacja handlu półprzewodnikami, zorganizowała w lipcu w San Francisco konferencję Semicon. SEMI przewiduje znaczny wzrost popytu na sprzęt półprzewodnikowy w 2022 r. i doprowadzenie do 2023 r., aby zaspokoić zapotrzebowanie na nowe zastosowania i niedobory istniejących produktów, takich jak samochody. Przyglądamy się również niektórym rozwojom tworzenia mniejszych półprzewodników z wykorzystaniem EUV.

SEMI opublikowała komunikat prasowy ze swojej śródrocznej prognozy całkowitego sprzętu półprzewodnikowego podczas Semicon, na temat stanu wydatków na sprzęt półprzewodnikowy i prognoz na rok 2023. SEMI powiedział, że prognozuje się, że globalna sprzedaż całkowitego sprzętu do produkcji półprzewodników przez producentów oryginalnego sprzętu osiągnie rekordową wartość 117.5 USD mld w 2022 r., wzrost o 14.7% w porównaniu z poprzednim rekordem w branży wynoszącym 102.5 mld USD w 2021 r. i wzrost do 120.8 mld USD w 2023 r. Poniższy wykres przedstawia najnowszą historię i prognozy dotyczące sprzedaży sprzętu półprzewodnikowego do 2023 r.

Przewiduje się, że wydatki na sprzęt do produkcji wafli wzrosną o 15.4% w 2022 r. do nowego rekordu w branży wynoszącego 101 mld USD w 2022 r., z dalszym wzrostem o 3.2% prognozowanym w 2023 r. do 104.3 mld USD. Poniższy rysunek przedstawia szacunki i prognozy SEMI dotyczące wydatków na sprzęt według zastosowań półprzewodników.

SEMI twierdzi, że „Napędzany popytem zarówno na najnowocześniejsze, jak i dojrzałe węzły procesowe, oczekuje się, że segmenty odlewnicze i logiczne wzrosną o 20.6% rok do roku do 55.2 mld USD w 2022 r. i kolejne 7.9%, do 59.5 mld USD w 2023 r. Te dwa segmenty odpowiadają za ponad połowę całkowitej sprzedaży urządzeń do produkcji wafli”.

W komunikacie czytamy dalej, że „duże zapotrzebowanie na pamięć i pamięć masową nadal przyczynia się do tegorocznych wydatków na sprzęt DRAM i NAND. Segment sprzętu DRAM jest liderem ekspansji w 2022 r. z oczekiwanym wzrostem o 8% do 17.1 mld USD. Przewiduje się, że rynek sprzętu NAND wzrośnie w tym roku o 6.8% do 21.1 miliarda dolarów. Oczekuje się, że wydatki na sprzęt DRAM i NAND spadną odpowiednio o 7.7% i 2.4% w 2023 r.”

Tajwan, Chiny i Korea są największymi nabywcami sprzętu w 2022 r., przy czym oczekuje się, że Tajwan będzie wiodącym nabywcą, a następnie Chiny i Korea.

Tworzenie mniejszych elementów jest stałym czynnikiem napędzającym urządzenia półprzewodnikowe o wyższej gęstości od czasu wprowadzenia układów scalonych. Sesje na 2022 Semicon badały, w jaki sposób kurczenie się litografii i inne podejścia, takie jak heterogeniczna integracja ze strukturami 3D i chipletami, pozwolą na ciągły wzrost gęstości i funkcjonalności urządzeń.

Podczas Semicon Lam Research ogłosiło współpracę z wiodącymi dostawcami chemikaliów, Entegris i Gelest (spółka z grupy Mitsubishi Chemical), w celu stworzenia prekursorów chemicznych dla technologii suchej fotomaski Lam do litografii w skrajnym ultrafiolecie (EUV). EUV, szczególnie nowa generacja EUV o wysokiej aperturze numerycznej (NA), jest kluczową technologią napędzającą skalowanie półprzewodników, umożliwiającą funkcje mniejsze niż 1 nm w ciągu najbliższych kilku lat.

W przemówieniu Davida Frieda, wiceprezesa firmy Lam, wykazał, że suche (składające się z małych jednostek metaloorganicznych) w porównaniu do mokrych materiałów oporowych mogą zapewnić wyższą rozdzielczość, szersze okno procesu i wyższą czystość. Suchy jest odporny na taką samą dawkę promieniowania, wykazuje mniejsze zapadanie się linii, a tym samym powstawanie defektów. Ponadto stosowanie suchej maski skutkuje 5-10-krotną redukcją odpadów i kosztów oraz 2-krotną redukcją mocy wymaganej na przejście wafla.

Michael Lercel z ASML powiedział, że wysoka apertura numeryczna (0.33 NA) jest obecnie produkowana dla logiki i pamięci DRAM, jak pokazano poniżej. Przejście na EUV zmniejsza dodatkowy czas procesu i straty wynikające z wielu wzorów w celu uzyskania lepszych funkcji.

Zdjęcie przedstawia mapę drogową EUV ASML i daje wyobrażenie o wielkości sprzętu litograficznego nowej generacji EUV.

Firma SEMI przewidziała duże zapotrzebowanie na sprzęt półprzewodnikowy w 2022 i 2023 r., aby zaspokoić popyt i zmniejszyć niedobory kluczowych komponentów. Rozwój EUV w LAM, ASML będzie napędzał cechy półprzewodników o rozmiarach poniżej 3 nm. Chiplety, stosy matryc 3D i przejście do integracji heterogenicznej pomogą w napędzaniu gęstszych i bardziej funkcjonalnych urządzeń półprzewodnikowych.