Puolijohdelaitteiden kulutus lisääntyy suuremman tiheyden logiikkaa ja muistia varten

Johtava kansainvälinen puolijohdealan järjestö SEMI piti Semicon-konferenssinsa San Franciscossa heinäkuussa. SEMI ennustaa puolijohdelaitteiden kysynnän merkittävää kasvua vuonna 2022 ja johtavan vuoteen 2023, jotta voidaan vastata uusien sovellusten kysyntään ja olemassa olevien tuotteiden, kuten autojen, pulaan. Tarkastelemme myös joitain kehityshankkeita pienempien puolijohteiden valmistamiseksi EUV:n avulla.

SEMI julkaisi lehdistötiedotteen puolijohdelaitteiden kokonaismäärästä Semiconin aikana vuoden puolivälissä, puolijohdelaitteiden kustannuksista ja ennusteista vuodelle 2023. SEMI sanoi, että alkuperäisten laitevalmistajien puolijohdevalmistuslaitteiden kokonaismyynnin ennustetaan saavuttavan ennätystason 117.5 dollaria. miljardiin vuonna 2022, mikä nousi 14.7 % edellisestä alan huipputasosta, joka oli 102.5 miljardia dollaria vuonna 2021, ja kasvaa 120.8 miljardiin dollariin vuonna 2023. Alla oleva kuva näyttää puolijohdelaitteiden myynnin lähihistorian ja ennusteet vuoteen 2023 asti.

Wafer Fab -laitteiden menojen ennustetaan kasvavan 15.4 % vuonna 2022 uuteen alan ennätykseen 101 miljardiin dollariin vuonna 2022, ja vuonna 3.2 ennustetaan kasvavan 2023 % 104.3 miljardiin dollariin. Alla oleva kuva esittää SEMI:n arviot ja ennusteet laitekulutuksesta puolijohdesovelluksen mukaan.

SEMI sanoo, että "Sekä huippuluokan että kypsien prosessisolmujen kysynnän vetämänä valimo- ja logiikkasegmenttien odotetaan kasvavan 20.6 prosenttia vuodentakaisesta 55.2 miljardiin dollariin vuonna 2022 ja vielä 7.9 prosenttia 59.5 miljardiin dollariin vuonna 2023. Näiden kahden segmentin osuus kiekkojen kokonaismyynnistä on yli puolet.

Julkaisussa sanotaan edelleen, että "Vahva muistin ja tallennustilan kysyntä lisää edelleen DRAM- ja NAND-laitteiden kulutusta tänä vuonna. DRAM-laitesegmentti johtaa kasvua vuonna 2022, ja sen odotetaan kasvavan 8 prosenttia 17.1 miljardiin dollariin. NAND-laitemarkkinoiden ennustetaan kasvavan tänä vuonna 6.8 % 21.1 miljardiin dollariin. DRAM- ja NAND-laitteiden kustannusten odotetaan laskevan 7.7 % ja 2.4 % vuonna 2023.

Taiwan, Kiina ja Korea ovat suurimmat laitteiden ostajat vuonna 2022, ja Taiwanin odotetaan olevan suurin ostaja, jonka jälkeen tulevat Kiina ja Korea.

Pienempien ominaisuuksien tekeminen on jatkuvasti edistänyt suurempitiheyksisiä puolijohdelaitteita integroitujen piirien käyttöönotosta lähtien. Vuoden 2022 Semiconin istunnoissa tutkittiin, kuinka litografiset kutistukset ja muut lähestymistavat, kuten heterogeeninen integrointi 3D-rakenteiden ja sirujen kanssa, mahdollistavat jatkuvan laitteiden tiheyden ja toiminnallisuuden lisäämisen.

Semicon Lam Research ilmoitti tekevänsä yhteistyötä johtavien kemikaalitoimittajien, Entegrisin ja Gelestin (Mitsubishi Chemical Group -konserniin kuuluva yritys), kanssa luodakseen esiastekemikaaleja Lamin kuivan fotoresistin teknologiaan äärimmäisen ultravioletti (EUV) litografiaa varten. EUV, erityisesti seuraavan sukupolven korkean numeerisen aukon (NA) EUV, on keskeinen tekniikka puolijohteiden skaalauskäytössä, mikä mahdollistaa alle 1 nm:n ominaisuudet lähivuosina.

David Fried, Lamin varapuheenjohtaja, osoitti, että kuiva (koostuu pienistä metalliorgaanisista yksiköistä) vs. märkäresistit voivat tarjota paremman resoluution, leveämmän prosessiikkunan ja korkeamman puhtauden. Kuiva kestää samalla säteilyannoksella, osoittaa vähemmän linjan romahtamista ja siten virheiden muodostumista. Lisäksi kuivaresistin käyttö johtaa 5-10-kertaiseen jätteeseen ja kustannuksiin sekä kaksinkertaiseen vähennykseen kiekon kulkua kohden tarvittavassa tehossa.

Michael Lercel, ASML:stä, sanoi, että suuri numeerinen aukko (0.33 NA) on nyt tuotannossa logiikkaa ja DRAM-muistia varten, kuten alla on esitetty. Siirtyminen EUV:hen vähentää ylimääräistä prosessiaikaa ja useiden kuviointien aiheuttamaa hukkaa hienompien ominaisuuksien saavuttamiseksi.

Kuvassa on ASML:n EUV-tuotteen tiekartta ja se antaa käsityksen seuraavan sukupolven EUV-litografialaitteiden koosta.

SEMI ennusti vahvan puolijohdelaitteiden kysynnän vuosina 2022 ja 2023 vastaamaan kysyntään ja vähentämään kriittisten komponenttien pulaa. EUV-kehitys LAM:ssa, ASML ohjaa puolijohdeominaisuuksia alle 3 nm:n kokoisiin. Sirut, 3D-suulakepinot ja siirtyminen heterogeeniseen integraatioon auttavat ajamaan tiheämpiä ja toimivampia puolijohdelaitteita.