Рынок полупроводниковых пластин в 1988 и 2020‑х годах

Рынок полупроводниковых пластин в 1988 и 2020‑х годах

Выпуск 21(6745) от 28 октября 2021 г.
РУБРИКА: ДАТЧИКИ И ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ

В 1971 г., по распоряжению министерства электронной промышленности СССР, ЦНИИ «Электроника» приступил к подготовке и изданию научно-технического бюллетеня «Экспресс-информация по зарубежной электронной технике». Это издание было ориентировано на широкий круг отраслевых специалистов и специалистов смежных отраслей, студентов и преподавателей профильных ВУЗов. Первоначально бюллетень издавался ежедневно по рабочим дням, с 1992 г. он стал выходить раз в неделю, а с августа 2016 г. (после объединения с научно-техническим сборником «Зарубежная электронная техника», издававшегося институтом с 1970 г.) – ​раз в две недели.

В выпуске 101/102 (4405/4404) научно-технического бюллетеня «Экспресс-информация по зарубежной электронной технике» от 25/26 мая 1988 г. была опубликована статья «Прогноз развития мирового рынка материалов полупроводниковой техники». В ней говорилось:

«В ближайшие три года (1988–1990 гг.) основным материалом для производства современных полупроводниковых приборов останется кремний: его доля в мировом объеме продаж материалов полупроводниковой техники, по оценкам, составит 39 %. При этом продажи кремниевых пластин в 1988 г. достигнут 1,6 млрд долл., а других полупроводниковых подложек – ​189 млн долл. Общая площадь отгруженных пластин прогнозируется в 8,7 млрд см2.




В 1988 г. не ожидается массового перехода к обработке кремниевых пластин диаметром 200 мм. Фирма ОТО America, которая в 1987 г. поставляла опытные партии таких пластин фирмам IBM, NEC и Fujitsu, сообщила, что заказчики прекратили закупки и не собираются их возобновлять до освоения массового производства некоторых типов СБИС, в результате чего применение пластин большего диаметра будет экономически оправдано.

Вместе с мощности по производству кремниевых пластин наращиваются значительно быстрее, чем растет спрос на эти пластины, особенно в Японии, Ю. Корее и других странах Тихоокеанского региона. По оценке специалистов, к концу 1988 г. предприятия не будут работать на полную мощность, поскольку в этом случае предложение будет превышать спрос на 130 %. С повышенной нагрузкой работают в настоящее время лишь промышленные предприятия, выпускающие эпитаксиальные структуры, пластины диаметром 150 мм, а также пластины, характеристики которых соответствуют самым жестким ТУ» [1].

В настоящее время большая часть ИС выпускается на пластинах диаметром 300 мм. Правда снова растет интерес к использованию пластин меньшего (150 и 200 мм) диаметра – ​для производства полупроводниковых приборов, предназначенных для применений, в которых не требуются минимальные проектные нормы – ​автомобильная электроника, Интернет вещей и т. п.

В начале 2021 г. издание Semiconductor Digest сообщило, что мировые отгрузки кремниевых пластин в 2020 г. в натуральном выражении увеличились до 31,5 млрд см2, что на 5 % больше чем в 2019 г. и приблизились к историческому максимуму 2018 г. При этом продажи 2020 г. по сравнению с 2019 г. остались практически неизменными – ​11,17 млрд долл. При этом учитываются только пластины для производства полупроводниковых приборов и не учитываются продажи для изготовителей гелиотехники. Данные охватывают полированные пластины, такие как необработанные тестовые пластины и эпитаксиальные кремниевые пластины, а также неполированные кремниевые пластины, поставляемые конечным пользователям.

Рост отгрузок кремниевых пластин в 2020 г. был обусловлен в первую очередь устойчивым спросом на пластины диаметром 300 мм, используемые при производстве наиболее современных ИС [2].

Летом этого года ресурс TECHCET заявил об ограниченности поставок полупроводниковых пластин до 2024 г. С увеличением мощностей по обработке пластин диаметром 300 мм их дефицит в последующие годы будет ужесточаться, если не будут введены в эксплуатацию новые мощности по производству таких пластин. Исходя из текущих прогнозов, в 2022 г. спрос на 300‑мм исходные (необработанные) пластины составит >99 % от используемых мощностей по их производству. С эпитаксиальными пластинами ситуация точно такая же (в диапазоне 99 %).

Чтобы избежать дефицита в соответствии с текущим прогнозом потребления 300‑мм пластин мировые мощности по их производству должны будут расширяться на 6 % или более в течение следующих двух лет. Но заявлений о строительстве новых заводов пока нет. Значит увеличение мощностей (если строительство начнется сегодня) произойдет не раньше 2024 г., т. к. инвестиции в завод по производству 300‑мм пластин составляют по меньшей мере в 2 млрд долл., а срок строительства – ​более 2 лет [3].



Источник: TECHCET

Рисунок 2. Прогноз структуры пластин, начатых обработкой, по проектным нормам и типам приборов


Интересно также отметить данные по структуре пластин, начатых обработкой в разбивке по проектным нормам и типам приборов. Недавно такой материал с данными по 2020 г. и прогнозу на 2023/2025 гг. представил ресурс TECHCET (рис. 2). Как следует из приводимых данных, с проектными нормами менее 13 нм производятся в основном 3D флэш-память NAND-типа и ДОЗУ. Правда эти же проектные нормы также используются при производстве микропроцессоров, ускорителей искусственного интеллекта и т. д. Также в ближайшие годы ожидается рост числа пластин, начатых обработкой с использованием как перспективных, так и зрелых проектных норм [4].


1. О. М. Стасова. «Прогноз развития мирового рынка материалов полупроводниковой техники». «Экспресс-информация по зарубежной электронной технике», выпуск 101/102 (4405/4404) от 25/26 мая 1988 г. 

2. 2020 Global Silicon Revenue Remains Stable As Wafer Area Shipments Edge Up Despite Covid19 Disruption. Semiconductor Digest, February 07, 2021 https://www.semiconductor-digest.com/2021/02/08/2020

3. Wafer Supply Constrained Through 2024 Likely. Semiconductor Digest, June 22, 2021 https://www.semiconductor-digest.com/wafer-supply-constrained-through

4. Chip Demand Riding High but for How Long? Semiconductor Digest, October 12, 2021 https://www.semiconductor-digest.com/chip-demand-riding-high-but-for-how-long/


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ