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后疫情时代,芯片产业走向何方?

发布时期:2020-6-12 16:39
阅读:55933

来源:内容由半导体行业观察(ID:icbank)编译自「eetimes.jp」,谢谢。新冠肺炎(COVID-19)的影响涉及各个方面,当然半导体行业也不例外,如最尖端的细微化技术发展停滞、无法采购生产设备,这是半导体行业目前面 ...




来历:内容由半导体行业观察(ID:icbank)编译自「eetimes.jp」,感谢。

新冠肺炎(COVID-19)的影响触及各个方面,固然半导体行业也不破例,如最尖真个纤细化技术成长障碍、没法采购生产装备,这是半导体行业今朝面临的最大题目。本文就为何会出现这类情况、未来若何成长,展开论述。

在全球抗击疫情的大情况下,半导体生产行业将会若何成长?此外,新一代的技术研发、装备投资将会若何成长?同时,与“Before COVID-19 ”相比,疫情竣事后,也就是“After COVID-19”,将会发生什么变化?是一切规复原样?还是发生倾覆性的变化?

接下来,我们来别离看看DRAM、NANA性闪存、Foundry、处置器等各类半导体的生产情况。

存储、晶圆厂和处置器受影响不大

图1是各家DRAM企业的销售额排名及推移。2012年,尔必达(ELPIDA)开张、且在2013年被美国Micron Technology(镁光科技)收买,后来DRAM的生产集合在Samsung Electronics(43.5%)、SK Hynix(29.2%)、Micron(22.3%)三家巨头公司,2019年第四时度(Q4)三家公司合计占据了全球85%的份额(括号内为2019年第四时度的市场占比)。

图1:各家DRAM企业的销售额占比。

(图片出自:笔者按照DRAMeXchange; IHS; TrendFocus的数据,建造了此图。)

由于韩国成功控制了新冠肺炎的舒展,Samsung、SK Hynix的工场得以顺遂生产DRAM。此外,Micron的广岛工场(原尔必达)、台湾Rexchip Electronics以及Inotera Memories等地域也由于没有发生过激现象(Over Shoot),是以量产工场一般运营。

以上厂家中最有能够遭到新冠肺炎“攻击”的就是SK Hynix的位于中国江苏省无锡市的工场,可是,此工场的运营并没有发生题目,反而在4月18日公布说要投资9,500亿韩元将工场扩大1.5倍。(MK NEWS,4月22日)

另一方面,NAND的情况若何呢(如图2)?从市场占比的凹凸来看,Samsung(35.5%)、铠侠(原东芝存储半导体,18.7%)、Western Digital(WD、14.7%)、Micron(11.3%)、Intel(9.7%)、SK Hynix(9.6%)(括号内为2019年第四时度的市场占比)。

图2:各家NAND企业的销售额占比。

(图片出自:笔者按照DRAMeXchange; IHS; TrendFocus的数据,建造了此图。)

其中,业界曾普遍以为Samsung的位于中国西安的工场最危险,但是却没有听说西安工场的稼动率下降。固然,韩国NAND的量产工场并未遭到影响。SK Hynix一样未遭到影响。

此外,铠侠和WD的四日市工场也在实施远程办公、上班前丈量体温等办法的同时,继续连结生产。作为Micron的新加坡主力工场,有员工传染新冠肺炎而受影响,台湾的工场由于控制了新冠肺炎,是以NAND工场一般运营。

从今朝来看,虽然发生了新冠肺炎,而DRAM、NAND的生产却比力顺遂。

来到晶圆厂方面,图3 是TSMC比来6年的纤细化成长推移图。TSMC在2019年顺遂地量产了7纳米工艺(N7),将EUV(极紫外光刻,Extreme Ultra-violet)利用于孔径的N7+也顺遂地启动,且利用于华为手机的AP(Application Processor)。

图3:TSMC比来6年的纤细化推移(按季度计较)。

(图片出自:笔者按照TSMC的决算报告建造了此图。)

2020年,TSMC将会量产在孔、排线上都适用EUV的5纳米工艺(N5)。N5的研发已经竣事,且没有遭到新冠肺炎的影响,按计划量产。Apple的“iPhone”AP(Application Processor)、华为手机的新一代手机AP 应当城市采用N5。

台湾是成功控制疫情、且传染人数较少的地域之一,3月18日TSMC的一位员工传染新冠肺炎,引发了一些纷扰(日经消息3月19日)。此名传染者已经住院接管治疗(听说不是技术职员,是营业相关的员工)。此外,亲近打仗的约30名员工已经依照台湾政府的指示实施隔离14日。据TSMC暗示,这并没有对Foundry的生产发生影响。

图4是英特尔、AMD的销售额推移,英特尔在2016年第三季度的销售额占比最大到达82.5%,后来逐步削减,与颠峰时相比,2019年第四时削减了14.1%,下滑至68.4%。反而AMD的市场占比上升至31.5%。

图4:英特尔、AMD的销售额占比。

(图片出自:笔者按照PassMark(CPU Benchmark)的数据建造了此图。)

英特尔的市场占比之所以下滑并不是新冠肺炎的影响。在2016年英特尔并没有成功从14纳米成长到10纳米,后来,虽然14乃叫汹“延命”,为了进步处置器的性能,增加了核(Core)的数目。成果,处置器的芯片尺寸增大,而从1个晶圆上获得的芯片数目就削减了,是以处置器的出货数目骤减。

另一方面,AMD将尖端处置器的生产拜托给TSMC。而TSMC将AMD的处置器放置在顺遂启动的N7工艺中生产,进一步收缩英特尔与AMD的差异。

新冠肺炎的舒展极能够会加速以上这类偏向的成长。也就是说,英特尔在爱尔兰、以色列、美国三个国家生产处置器,而美国已经公布进入告急局势,这极能够对英特尔的生产形成影响。另一方面,AMD的生产拜托给了TSMC,是以受新冠肺炎冲击的能够性较低。

换而言之,英特尔正在从处置器霸主的“宝座”上慢慢下跌—这绝对不是夸大其词!

至此,我们见证了各类半导体的生产和制造,现在,却没有出现因新冠肺炎致使某某半导体工场停产的消息。对各家工场来说,只要晶圆、光刻胶、溶液、浆料(Slurry)等材料的供给一般,生产都可以一般运营。

那末,新冠肺炎究竟会引发什么题目呢?

疫情引发的题目1:没法采购生产装备

上文中我们提到TSMC顺遂启动了N5的量产,后来,TSMC又计划启动N5的优化版—“N5+”。“N5+”的生产装备几近与N5一样。导入装备、投入晶圆,然后N5+才能启动。

但是,笔者却听说TSMC没法导入N5+的装备,究竟缘由何在?

据笔者观察,缘由在于美国的加利福尼亚州的封城政令。也就是说,缘由在于总部位于加利福尼亚州的装备厂家--Applied Materials、Lam Research、KLA的员工不能不居家办公。假如员工居家办公,装备就没法生产。

此外,ASML旗下曝光装备的光源厂家—Cymer的总部也位于加利福尼亚州的圣地亚哥,他们应当也实施了居家办公。现在,EUV光源采用的是Cymer的产物,是以,TSMC不能不推延把20多个EUV导入到N5+的计划。

没法导入装备的不可是TSMC,这是一切半导体厂家面临的严重题目。假如加利福尼亚州不消除封城的禁令,美国就没法生产装备、配件。

疫情引发的题目2:没法研发新一代的技术

笔者从加利福尼亚州的居家办公的某位朋友(系某大型生产装备厂家的员工)处领会到,“由于居家办公、没法做现场演示(Live Demo)”。

所谓现场演示(Live Demo)指的是,半导体厂家为研发新一代产物的工艺流程(Process Flow),经过利用装备厂家的装备,来停止首要工序的加工、会商。装备厂家按照现场演示的成果,开辟最合适的工艺,然后生产顺应于此工艺的生产装备。

半导体厂家将试做装备(被称为β机)导入到R&D中心,并与装备厂家协力停止尝试,装备厂家根据尝试成果,停止量产装备(被称为γ机)的生产。

但是,现在,那些总部位于加利福尼亚州的装备厂家没法停止现场演示。此外,装备厂家的技术职员也没法为了与半导体厂家停止配合研发而跨国出境。是以,新一代装备的研发将会障碍。

假如新冠肺炎延续成长下去,最尖真个纤细化技术的成长也会障碍。甚至摩尔定律也有能够障碍。

据相关消息表露,TSMC原计划于今年(2020年)6月起头的3纳米工艺试做提早到了今年的10月份,而且,从现状来看,也没法保证能在10月份起头。但台积电已经否认了这个。不外我们以为或多或少城市遭到影响。

疫情引发的题目3:日本的中小型企业是“瓶颈”

假如把日本、韩国、中国台湾、中国大陆界说为东亚的话,全球半导体的生产中心就集合在东亚,日本供给生产装备(包括装备的配件、零部件)、原材料,韩国供给存储半导体,TSMC等台湾企业生产逻辑半导体,而以上这些产物都聚集到台湾鸿海的中国工场里,组装成各类电子装备(如图5)。

图5:东亚各地域的特征、感化。

(图片出自:笔者之前的文章《全球大风行以后的半导体制造的“瓶颈”在日本》。)

在笔者之前的文章中曾提到日本有能够成为半导体成长的“瓶颈”,如本日本全国进入告急状态,情况非常严重。

例如说,干蚀刻(Dry Etching)装备、CVD装备由约3,000个零部件组成,其中,搭载晶圆的静电卡盘(Chuck)、陶瓷加热器(Ceramic Heater)、真空泵、各类电源、有害气体解除装备等根基由东证一部的上市企业生产,虽然由于新冠肺炎的影响,销售额能够会下降,可是不会开张。

可是,以上重要的零部件根基由几十个细小的零部件组成的,假如再斟酌其他的细小零部件,根基都是由日本的中小型企业生产的。这些中小型企业生产的产物被大部分日本、欧洲、美国的生产装备采用,此外,关于日本的具有压服性上风的半导体材料而言,很多质料都非常依靠日本的中小型企业。

安倍政权公布说,针对告急局势宣言,推出高达108兆日元(约群众币7.01万亿元)的抗击疫情“经济政策”,对中小型企业最多支援约达200万日元(约群众币12万)的现金。可是,申请政府支援的“门坎”很高,中小型企业能否受益,不得而知。

假定一种情况:有的企业虽然范围较小,而生产的零部件、材料的市场占比却较高,又不幸因疫情而开张的话,这将会间接与半导体生产装备“挂钩”,也将致使没法供给半导体材料。假如没法生产半导体装备,那末半导体厂家自然没法停止装备投资。而且,假如半导体材料没法供给,工场自然会歇工。这意味着全球半导体行业的崩塌。

疫情后的天下是怎样的?

2001年IT泡沫破裂,2008年发生了“雷曼冲击”,2011年东发生了东日本大地震。而且,2020年发生了新冠肺炎疫情。全球范围内,每十年发生一次严重事务大概灾难。

但是,半导体行业却在延续增加(如图6).2018年全球半导体出货金额约为4,687亿美圆(约群众币32,809亿元),出货数目约为1兆44亿个,两个数字都革新了历史新高值。全球生齿约为77亿,换算下来,几近每人每年约消耗61美圆、130个半导体。

图6:全球半导体的出货金额、数目。

(图片出自:笔者按照WSTS的数据建造了此表。)

半导体对人类文化的进步极为重要,而且其重要性逐年进步!半导体行业不会由于新冠肺炎的影响而崩盘。

那末,半导体行业究竟会若何成长呢?

一般情况下,大事务、灾难首先攻击的是弱者!就半导体行业而言,生产半导体装备的零部件、材料的中小型企业属于弱者!位于TOP品级(Hierarchy)的企业应当只管把握某些供给不成替换产物的供给商的财政情况。按照需要,有需要对这些供给商实施救济、收买。假如不采纳一些对策,企业将没法生产出完整的产物。

另一方面,能够也会有企业把新冠肺炎当做史无前例的“下克上”的绝好机遇。就处置器而言,AMD能够会夺取英特尔的一部分市场份额,且英特尔的市场占比在不竭下滑。此外,就半导体的生产装备中的干蚀装备而言,东京电子能够会夺取Lam Research的一部分市场份额。就EUV曝光装备而言,能够会有客户采用日本的Gigaphoton株式会社的光源,而不是Cymer。

后记:

FINANCIAL TIMES(英国金融时报)的Chief Economics Commentator(首席经济批评员)Martin Wolf师长给4月1日的日经消息投了一篇很成心机的文章。摘录以下:

新冠肺炎只是在自我滋生,我们人类正尽心尽力阻止其滋生。我们人类与病毒分歧,人类可以挑选。

带领者应当冷静下来,连结理性。我们把对经济的影响控制在最小范围内,同时冲击病毒。让最弱的人类和国家也可以抗击疫情。我们不应当怀有敌意、而应当抱有合作精神;不应仅持有民族主义精神、还要有全球性的义务感。全球疫情以后,我们要留下一个更好的天下给后代。

人类与病毒纷歧样,人类有挑选的权利,我们应当操纵好这一点。

是的,人类、人类的调个人—企业都有挑选的权利,若何庇护自己、社会不被新冠肺炎攻击,若何使疫情事后的天下获得奔腾式成长,这关系到我们每小我及我们每小我的公司,笔者至心希望人类可以做出一个可以使全球半导体行业获得增加、使人类获得进步的最优挑选。

笔者简介

汤之上隆 纤细加工研讨所所长

生于1961年,诞生于日本静冈县。结业于京都大学研讨生院(硕士课程为原子核工学专业),后就职于日立建造所。尔后16年中,前后在中心研讨所、半导体奇迹部、装备研发中心、尔必达(因工作变更)、半导体前沿技术公司研发协会(即Selete,因工作变更)处置紧密加工技术研发工作。2000年,被京都大学授与工学博士学位。今朝,担任半导体产业和电力机械产业顾问及撰稿人,纤细加工研讨所所长。著有《日本“半导体”的败北》《“电器、半导体”产业大解体的经验》、《日本型制造业的失利,零战·半导体·电视机》。



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