Оживление рынка ИС и производственной базы

Оживление рынка ИС и производственной базы

Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г.
РУБРИКА: ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА

На мировом рынке изделий микроэлектроники наблюдается оживление продаж ИС и полупроводниковых приборов. Наибольшие темпы роста демонстрируют перспективные изделия, такие как ИС на «плавниковых» полевых транзисторах (FinFET) и приборы на квантовых точках. На рынке корпусирования ИС также наблюдается опережающий рост услуг перспективных методов корпусирования. По мере улучшения конъюнктуры рынка ИС наблюдается и расширение современной производственной базы.


Продажи ИС и полупроводниковых приборов

В последнее время ряд аналитических форм опубликовал прогнозы и оценки состояния ИС и полупроводниковых приборов. Рассмотрим материалы корпораций Global Industry Analytics, ResearchAndMarkets, IC Insights и Yole Développement.

По данным исследовательской корпорации Global Industry Analytics (GIA) мировой рынок ИС, реализованных по FinFET технологии, увеличится с 9,5 млрд долл. в 2020 г. до 58,7 млрд долл. в 2026 г. Среднегодовые темпы прироста в сложных процентах (CAGR) за анализируемый период составят 35,1%.

При этом CAGR 22-нм FinFET ИС достигнет 29,6%, а продажи в 2026 г. дойдут до 17,2 млрд долл. Рынок FinFET ИС США в 2021 г. оценивается в 4 млрд долл. Рынок КНР в 2026 г. достигнет 10,2 млрд долл. при CAGR в 34,3%. CAGR за прогнозируемый период в Японии, Канаде и ФРГ составит, соответственно, 31,5%, 30,5% и 24,9%.

Сегмент 16-нм FinFET ИС вырастет с 1,4 млрд долл. в 2020 г. до 13,2 млрд долл. в 2026 г. при CAGR в 37,5%. Основными рынками этих ИС будут США, Канада, Япония, КНР и Европа. При этом КНР продемонстрирует наибольшие темпы роста [1].

Интернет-ресурс ResearchAndMarkets представил прогноз развития рынка приборов на квантовых точках: их мировой рынок в 2021 г. достигнет 4 млрд долл., а в 2026 г. - 8,6 млрд долл. CAGR за прогнозируемый период составят 16,2%. Развитие рынка сдерживается ограниченной доступностью редкоземельных материалов. Максимальные CAGR в 2021-2026 гг. будет демонстрировать сектор приборов на квантовых точках, не содержащих кадмий (в соответствии с RoHS-законодательством). Приборы на квантовых точках, не содержащие кадмия, подходят не только для дисплеев, но и для средств освещения, солнечных элементов и биомедицины.

Наибольшая доля рынка приборов на квантовых точках придется на изготовителей дисплеев. Они широко используют эти приборы при изготовлении дисплеев самого высокого качества. Такие дисплеи имеют узкий спектр, высокую стабильность и низкое энергопотребление. Новая перспективная технология - СИД с квантово-точечными люминофорами. При этом растет использование продуктов с приборами на квантовых точках в области твердотельного освещения и в дисплеях мобильных устройств, автомобильной и бытовой электроники, батареях и системах хранения энергии, солнечных батареях, медицинских устройствах – это ключевой фактор роста рынка этих приборов. Несколько продуктов с квантово-точечными приборами находятся на стадии предварительной коммерциализации [2].



Рисунок 1. Оценка и прогноз продаж оптоэлектроники, датчиков/актюаторов и дискретных полупроводниковых приборов до 2022 года.


По прогнозу IC Insights мировые продажи оптоэлектроники, датчиков/актюаторов и дискретных полупроводниковых приборов (O-S-D) вырастут в 2021 г. на 18 % до 104,3 млрд долл. (в 2020 г. - 88,3 млрд долл.). В 2022 г. продажи O-S-D увеличатся на 11 % до 115,5 млрд долл. На O-S-D сейчас приходится 18% продаж полупроводниковых приборов (82% - ИС) по сравнению с менее чем 13% 25 лет назад.

Рост продаж оптоэлектроники в 2021 г. составит 10% до 48,4 млрд долл. (в 2020 г. - в 44,0 млрд долл.). Сдерживающий фактор – темпы прироста продаж КМОП формирователей сигналов изображения всего на 7 % (из-за противоречий США и КНР и «ухудшения ассортимента продукции»). Рынок неоптических датчиков и актюаторов расширится на 27% до 20,9 млрд долл. (в 2019 г. - 16,5 млрд долл.). Наконец доходы от продаж дискретных полупроводниковых приборов увеличатся на 26% до 35,0 млрд долл. (в 2020 г. - 27,8 млрд долл.) [3].


Рынок корпусирования

По данным Yole Développement рынок услуг перспективных методов корпусирования в 2026 г. достигнет 47,5 млрд долл., что вдвое больше, чем в 2014 г, а CAGR за 2014-2026 гг. составят 7,4%. Доля перспективных методов корпусирования в общем объеме рынка услуг корпусирования постоянно растет и в 2026 г. достигнет почти 50%. Наибольшие CAGR доходов от услуг в период с 2020 г. по 2026 г. продемонстрируют такие перспективные методы корпусирования, как 3D этажирование (3D stacking), встраиваемые кристаллы (embedded die, ED) и корпусирование на уровне пластины с разветвлением (Fan-Out Wafer-Level Package, FO WLP) - 22%, 25% и 15% соответственно.

Перечисленные методы основаны на общем подходе - гетерогенной интеграции. Отраслевые специалисты указывают, что она повышает ценность полупроводниковых приборов, способствуя увеличению функциональности, поддержанию/повышению производительности при одновременном снижении стоимости.

Отмечается, что наибольшая часть доходов от аутсорсинговых услуг по сборке и тестированию полупроводниковых приборов (Outsourced Semiconductor Assembly and Test, OSAT) приходится на тайваньские фирмы (рис. 2) [4].



Рисунок 2. Географическая структура поставщиков OSAT услуг в 2020 году по 26 крупнейшим фирмам


Также специалисты Yole Developpement считают, что рынок услуг корпусирования схем памяти расширится в 2026 г. до 19,8 млрд долл., CAGR за период 2020-2026 гг. составят 7%. CAGR ДОЗУ и флэш-памяти NAND-типа за этот же период составят 15% и 9% соответственно, а продажи в 2026 г. - 155 млрд и 93 млрд долл. На услуги по корпусированию ДОЗУ в 2026 г. придется 70% всего рынка корпусирования ИС ЗУ.

Крупнейшим сектором рынка является корпусирование (дискретных и многокристальных приборов) при помощи проволочного монтажа (wirebond). Это наиболее распространенная технология корпусирования ДОЗУ для мобильных телефонов и NAND-флэш. На сектор корпусирования методом перевернутого кристалла (flip-chip) приходится 34% рынка, при этом данный метод используется в основном для ДОЗУ. Наибольшими темпами - CAGR=14% - развивается сектор корпусирования соразмерно кристаллу ИС на уровне пластины (WLCSP), но в стоимостном выражении на него в 2026 г. придется только ~1% рынка [5].


Развитие производственной базы

В плане развития производственной базы интерес представляют намерения корпораций Micron Technology, TSMC, Sony и GlobalFoundries.

Корпорация Micron Technology (Бойсе, штат Иллинойс), единственный американский производитель ИС ЗУ и один из крупнейших в мире производителей ИС заявила о намерении инвестировать более 150 млрд долл. в следующие 10 лет в создание новейших производственных мощностей (в США и за рубежом) и НИОКР. ИС ЗУ и накопители – растущий сектор рынка полупроводниковых приборов (~30%). Основные факторы развития сектора и роста продаж - 5G и искусственный интеллект, хранилища центров обработки данных, автомобильная и потребительская электроника.

Micron обладает производственной сетью и сетью НИОКР, охватывающую 13 стран. У корпорации за более чем 40-летнюю историю накопилось свыше 47,0 тыс. патентов. Затраты на производство ИС ЗУ в США на 35-45% выше, чем в азиатских странах (в первую очередь КНР), поэтому Micron поддерживает субсидии и инвестиционный налоговый кредит, предусмотренные законами CHIPS for America Act и FABS Act [6].

Крупнейший в мире кремниевый завод (контрактное производство ИС) TSMC и корпорация Sony Semiconductor Solutions договорились создать дочернюю корпорацию Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM) в г. Кумамото (Япония). Новая фирма начнет оказывать услуги кремниевого завода с конца 2024 г. Цель - удовлетворить высокий спрос на специализированные 28-нм и 22-нм технологии. Общий объем инвестиций оценивается в 7 млрд долл., месячная мощность обработки – 45,0 тыс. пластин диаметром 300 мм, численность занятых – 1,5 тыс. человек. Японское правительство предоставило субсидии на реализацию проекта, но их величина не разглашается. Инвестиции Sony оцениваются в 0,5 млрд долл. или менее 20% акционерного капитала JASM. Инвестиции TSMC уже поступили в Японию, они не включены в 100 млрд долл., которые TSMC планирует потратить на расширение своих мощностей в ближайшие три года [7].

Корпорация GlobalFoundries (GF, Малта, шт. Нью-Йорк), принадлежащая на 100% эмирату Абу-Даби (через Mubadala Investment Company, инвестподразделение правительства Абу-Даби), объявила о начале первоначального публичного предложения 55,0 млн своих обыкновенных акций. Корпорация преобразуется в открытое акционерное общество. Сама GF предлагает 33,0 млн акций, а Mubadala – 22,0 млн акций. По оценкам, начальная цена IPO составит от 42,0 до 47,0 долл. за акцию. Mubadala рассчитывает предоставить гарантам размещения акций 30-дневный опцион на покупку до 8,25 млн дополнительных обыкновенных акций по цене IPO за вычетом скидок и комиссий за гарантирование размещения (андеррайтинг).

Подготовка к IPO уже проводилась несколько лет назад при расширении производственных мощностей в штате Нью-Йорк, доставшихся от AMD. Но тогда GF сумела обойтись собственными средствами. Подготовка к текущему IPO началась год назад и его проведение связывалось с достижением определенных финансовых результатов [8].


Государственное регулирование

Правительство Великобритании объявило о проведении второго этапа расследования по факту поглощения американской корпорацией Nvidia фирмы Arm, одного из ведущих разработчиков процессорных ядер. По результатам первого этапа расследования Управление по конкуренции и рынкам заявило о «серьезных опасениях по поводу конкуренции» в связи с предполагаемой сделкой. Отмечается, что помимо проблем конкуренции необходимо решить вопросы национальной безопасности.

Власти ЕС также объявили о продолжении расследования сделки (по соображениям конкуренции), аналогичную позицию занял регулирующий орган КНР.

Как известно, в сентябре 2020 г. Nvidia объявила о покупке Arm у японской корпорации Softbank за 40 млрд долл. Softbank купила английскую Arm в 2016 г. и в то время правительство Терезы Мэй не проводило никаких расследований по поводу продажи [9].


1. New Study from StrategyR Highlights a $58.7 Billion Global Market for FinFET Technology by 2026. Semiconductor Digest, October 08, 2021

https://www.semiconductor-digest.com/new-study-from-strategyr-highlights-a-58-7-billion-global-marke...

2. The Worldwide Quantum Dot Industry is Expected to Reach $8.6 Billion by 2026. Semiconductor Digest, October 14, 2021

https://www.semiconductor-digest.com/the-worldwide-quantum-dot-industry-is-expected-to-reach-8-6-billion-by-2026/

3. Surges Seen in Sensors and Discrete Semiconductors This Year. IC Insights, Research Bulletin, October 26, 2021

https://www.icinsights.com/news/bulletins/Surges-Seen-In-Sensors-And-Discrete-Semiconductors-This-Year/

4. David Manners. Advanced packaging market to be worth $47.5bn in 2026, says Yole. Electronics Weekly, 5th October, 2021

https://www.electronicsweekly.com/news/business/780595-2021-10/

5. David Manners. Memory packaging market growing at 7% CAGR. Electronics Weekly, 10th November 2021

https://www.electronicsweekly.com/news/business/memory-packaging-market-growing-7-cagr-2021-11/

6. Micron Announces Over $150 Billion in Global Manufacturing and R&D Investments to Address 2030 Era Memory Demand. Semiconductor Digest, October 20, 2021

https://www.semiconductor-digest.com/micron-announces-over-150-billion-in-global-manufacturing-and-rd-investments-to-address-2030-era-memory-demand/

7. Alan Patterson. TSMC, Sony to Partner in $7B Fab in Japan. EE Times, 11.09.2021

https://www.eetimes.com/tsmc-sony-to-partner-in-7b-fab-in-japan/#

8. GlobalFoundries Announces Launch of Initial Public Offering. Semiconductor Digest, October 19, 2021

https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-announces-launch-of-initial-public-offering/

9. David Manners. Government expected to announce new probe into Nvidia-Arm tomorrow. Electronics Weekly, 15th November 2021

https://www.electronicsweekly.com/news/business/government-expected-announce-new-probe-nvidia-arm-tomorrow-2021-11/

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 17(6741) от 02 сентября 2021 г. г.
Выпуск 16(6740) от 19 августа 2021 г. г.