Οι δαπάνες εξοπλισμού ημιαγωγών αυξάνονται για λογική και μνήμη υψηλότερης πυκνότητας

Η SEMI, ο κορυφαίος διεθνής οργανισμός εμπορίου ημιαγωγών διοργάνωσε το συνέδριο Semicon στο Σαν Φρανσίσκο τον Ιούλιο. Η SEMI προβλέπει σημαντική αύξηση της ζήτησης εξοπλισμού ημιαγωγών το 2022 και μέχρι το 2023 για να καλύψει τη ζήτηση για νέες εφαρμογές και τις ελλείψεις για υπάρχοντα προϊόντα, όπως τα αυτοκίνητα. Εξετάζουμε επίσης ορισμένες εξελίξεις για την κατασκευή μικρότερων χαρακτηριστικών ημιαγωγών με χρήση EUV.

Η SEMI δημοσίευσε ένα δελτίο τύπου από την πρόβλεψη συνολικού εξοπλισμού ημιαγωγών κατά τη διάρκεια του Semicon, σχετικά με την κατάσταση των δαπανών εξοπλισμού ημιαγωγών και τις προβλέψεις για το 2023. Η SEMI είπε ότι οι παγκόσμιες πωλήσεις του συνολικού εξοπλισμού κατασκευής ημιαγωγών από κατασκευαστές αρχικού εξοπλισμού προβλέπεται να φτάσουν τα 117.5 δολάρια ρεκόρ. δισεκατομμύρια το 2022, σημειώνοντας αύξηση 14.7% από το προηγούμενο υψηλό του κλάδου των 102.5 δισεκατομμυρίων δολαρίων το 2021 και αύξηση σε 120.8 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023. Το παρακάτω σχήμα δείχνει την πρόσφατη ιστορία και τις προβλέψεις μέχρι το 2023 για πωλήσεις εξοπλισμού ημιαγωγών.

Η δαπάνη για εξοπλισμό Wafer fab προβλέπεται να επεκταθεί κατά 15.4% το 2022 σε νέο ρεκόρ βιομηχανίας 101 δισεκατομμυρίων δολαρίων το 2022, με περαιτέρω αύξηση 3.2% το 2023 στα 104.3 δισεκατομμύρια δολάρια. Το παρακάτω σχήμα δείχνει τις εκτιμήσεις και τις προβλέψεις της SEMI για δαπάνες εξοπλισμού ανά εφαρμογή ημιαγωγών.

Η SEMI λέει ότι, «Καθοδηγούμενη από τη ζήτηση τόσο για προηγμένους όσο και για ώριμους κόμβους διεργασιών, τα τμήματα χυτηρίου και λογικής αναμένεται να αυξηθούν κατά 20.6% σε ετήσια βάση σε 55.2 δισεκατομμύρια δολάρια το 2022 και άλλα 7.9%, σε 59.5 δισεκατομμύρια δολάρια το 2023 Τα δύο τμήματα αντιπροσωπεύουν περισσότερες από τις μισές συνολικές πωλήσεις εξοπλισμού γκοφρέτας.

Η έκδοση συνεχίζει λέγοντας ότι, «Η ισχυρή ζήτηση για μνήμη και αποθήκευση συνεχίζει να συμβάλλει στις δαπάνες εξοπλισμού DRAM και NAND φέτος. Το τμήμα εξοπλισμού DRAM οδηγεί την επέκταση το 2022 με αναμενόμενη ανάπτυξη 8% στα 17.1 δισεκατομμύρια δολάρια. Η αγορά εξοπλισμού NAND προβλέπεται να αυξηθεί κατά 6.8% στα 21.1 δισεκατομμύρια δολάρια φέτος. Οι δαπάνες εξοπλισμού DRAM και NAND αναμένεται να υποχωρήσουν 7.7% και 2.4%, αντίστοιχα, το 2023.

Η Ταϊβάν, η Κίνα και η Κορέα είναι οι μεγαλύτεροι αγοραστές εξοπλισμού το 2022, με την Ταϊβάν να αναμένεται να είναι ο μεγαλύτερος αγοραστής, ακολουθούμενη από την Κίνα και την Κορέα.

Η δημιουργία μικρότερων χαρακτηριστικών είναι ένας συνεχής οδηγός για συσκευές ημιαγωγών υψηλότερης πυκνότητας από την εισαγωγή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Οι συνεδρίες στο Semicon του 2022 διερεύνησαν πώς οι λιθογραφικές συρρικνώσεις και άλλες προσεγγίσεις, όπως η ετερογενής ενοποίηση με τρισδιάστατες δομές και chiplet, θα επιτρέψουν συνεχείς αυξήσεις στην πυκνότητα και τη λειτουργικότητα της συσκευής.

Κατά τη διάρκεια της Semicon, η Lam Research ανακοίνωσε μια συνεργασία με κορυφαίους προμηθευτές χημικών, την Entegris και την Gelest (εταιρεία του Mitsubishi Chemical Group), για τη δημιουργία πρόδρομων χημικών ουσιών για την τεχνολογία ξηρής φωτοανθεκτικότητας της Lam για λιθογραφία ακραίας υπεριώδους (EUV). Το EUV, ιδιαίτερα η επόμενη γενιά υψηλού αριθμητικού διαφράγματος (NA) EUV, είναι μια βασική τεχνολογία για την αύξηση της κλίμακας ημιαγωγών, επιτρέποντας λειτουργίες μικρότερες από 1 nm τα επόμενα χρόνια.

Σε μια ομιλία του David Fried, Αντιπρόεδρος της Lam, έδειξε ότι τα ξηρά (που αποτελούνται από μικρές μεταλλικές μονάδες) έναντι των υγρών αντιστάσεων μπορούν να παρέχουν υψηλότερη ανάλυση, ευρύτερο παράθυρο διαδικασίας και μεγαλύτερη καθαρότητα. Το ξηρό αντιστέκεται για την ίδια δόση ακτινοβολίας, παρουσιάζει μικρότερη κατάρρευση γραμμής και συνεπώς δημιουργία ελαττωμάτων. Επιπλέον, η χρήση ξηρής αντίστασης έχει ως αποτέλεσμα 5-10 φορές μείωση των απορριμμάτων και του κόστους και 2 φορές μείωση της απαιτούμενης ισχύος ανά πέρασμα γκοφρέτας.

Ο Michael Lercel, από την ASML, είπε ότι το υψηλό αριθμητικό διάφραγμα (0.33 NA) είναι τώρα σε παραγωγή για λογική και DRAM όπως φαίνεται παρακάτω. Η μετάβαση στο EUV μειώνει τον επιπλέον χρόνο διεργασίας και τη σπατάλη από πολλαπλά μοτίβα για την επίτευξη λεπτότερων χαρακτηριστικών.

Η εικόνα δείχνει τον οδικό χάρτη προϊόντων EUV της ASML και δίνει μια ιδέα για το μέγεθος του εξοπλισμού λιθογραφίας EUV επόμενης γενιάς.

Η SEMI προέβλεψε ισχυρή ζήτηση εξοπλισμού ημιαγωγών το 2022 και το 2023 για να καλύψει τη ζήτηση και να μειώσει τις ελλείψεις σε κρίσιμα εξαρτήματα. Οι εξελίξεις EUV στο LAM, ASML θα οδηγήσουν χαρακτηριστικά ημιαγωγών μεγέθη κάτω των 3 nm. Τα τσιπετ, οι τρισδιάστατες στοίβες μήτρας και η μετάβαση στην ετερογενή ενοποίηση θα βοηθήσουν στην οδήγηση πυκνότερων και πιο λειτουργικών συσκευών ημιαγωγών.