فناوری سطح بالا انگیزه بزرگی برای ابتکارات تحقیق و توسعه ایجاد می کند، اما مانع اصلی عدم تولید ویفر در این سطح است.

یک گزارش نظرسنجی اخیر توسط Counterpoint ریسرچ نشان داد که در سال 2022 رشد درآمد فابریک های ویفر نیمه هادی بین المللی به 9 درصد سال به سال افزایش یافته است که ارزش آن 120 میلیارد دلار است. کارشناسان می‌افزایند که این رشد خیره‌کننده است، زیرا طی دو سال گذشته، عدم تعادل گسترده در بخش لجستیک، کمبود شدید قطعات، نوسانات ارز و مهم‌تر از همه، رکود اقتصاد کلان وجود داشته است. اما، به دلیل سرمایه‌گذاری‌های هنگفت مشتریان در دستگاه‌های نود بالغ در بخش‌های متعددی مانند 5G، هوش مصنوعی، خودرو، HPC و IoT، وضعیت برای تولیدکنندگان ویفر بسیار خوش‌بینانه بود. تامین کنندگان که در پنج رتبه اول قرار دارند، شاهد سود هنگفت 95 میلیارد دلاری در خدمات و سیستم های خود بودند.

در حالی که صحبت از درآمد بازار تجهیزات ویفر فاب می شود، پیش بینی می شود پس از رشد مداوم در سه سال گذشته، 10 درصد نسبت به سال قبل کاهش یابد و به 108.45 میلیارد دلار برسد. اگرچه بازار WFE در سال 2023 امیدوارکننده به نظر نمی رسد، چشم انداز لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) به دلیل استقرار مداوم EUV در منطق و حافظه کاملا امیدوارکننده به نظر می رسد. نه تنها این، ریخته‌گری‌ها در سرتاسر جهان با استفاده از معماری‌های FinFET و ترانزیستورهای Gate-All-Around و پذیرش فزاینده فناوری EUV، تراشه‌های تولید گره‌های 3 نانومتری را افزایش می‌دهند.

دیل گای، معاون مدیر تحقیقات Counterpoint معتقد است که طی چند ماه گذشته، TSMC به دلیل کاهش تقاضا در بازار، اما سرمایه و سرمایه گذاری، کار بر روی ظرفیت های نوآورانه در 7/6 نانومتر و 5/4 نانومتر را آغاز کرده است. در گره‌های فرآیند 3 نانومتری تقریباً همان چیزی است که در نیمه اول 2023 برنامه‌ریزی شده بود. نکته‌ای که باید به آن توجه کرد این است که در طول زمان همه‌گیری COVID-19، بخش‌های مختلف صنعت نیمه‌رسانا به دلیل اختلال عظیم شاهد افزایش قیمت‌ها بوده‌اند. در زنجیره تامین از سوی دیگر، فناوری خودروهای الکتریکی شتاب زیادی به دست می‌آورد و بنابراین، کل صنعت خودرو شاهد رشد فزاینده‌ای بوده است.

با این وجود، افزایش غیرمنتظره تقاضای نیمه هادی ها در زمان همه گیری باعث افزایش قیمت ها در مرکز داده و بازار صنعتی شده است. رشد کند نیز به دلیل تورم اتفاق افتاده است که باعث کاهش سفارش کالاهای الکترونیکی مصرفی و تلفن همراه شده است. گسترش هوش مصنوعی، استارت‌آپ‌ها و سایر فناوری‌ها در مقیاسی سریع اتفاق می‌افتد، نیاز به ریزتراشه‌ها نیز در سراسر جهان در حال افزایش است.

رکود یکی دیگر از موانع عمده در حال حاضر در میان صنایع مختلف است که شرکت های نیمه هادی را وادار کرده است که آیا باید تولید ویفر را افزایش دهند یا خیر. مهارت‌های کنونی در تولید و طراحی انتها به انتها، منافع کسب‌وکارهای مختلف را در سراسر جهان جذب می‌کند. فناوری درجه یک انگیزه زیادی به ابتکارات تحقیق و توسعه خواهد داد، اما مانع اصلی عدم تولید ویفر در این سطح است. ساخت ویفر فاب نیاز به سرمایه گذاری هنگفت دارد و بسیار گران است و همچنین نیاز به منابع آب دارد، به همین دلیل است که در حال حاضر تعداد زیادی فابریک موجود نیست. در اینجا، مشوق‌ها و یارانه‌های دولتی نقش مهمی ایفا خواهند کرد و دولت چین قبلاً تضمین کرده است که حدود 73 میلیارد دلار به عنوان یارانه نیمه هادی سرمایه‌گذاری خواهد کرد، در حالی که ژاپن، ایالات متحده، در سه فصل گذشته هیچگونه یکسان سازی سرمایه گذاری عمده ای انجام نشده است و به همین دلیل هر کشوری به تنهایی بدون تحلیل و دانش مناسب سرمایه گذاری می کند. از آنجایی که مصرف کنندگان در حال حاضر به دستگاه های درجه یک بیشتری نیاز دارند، تولید باید تا حد زیادی افزایش یابد، کارشناسان احساس می کنند. حدود 150 فابر 300 میلی متری وجود دارد که 12 مورد در اروپا و خاورمیانه، 33 دستگاه در چین، 42 دستگاه در تایوان و 19 دستگاه در ایالات متحده قرار دارند. به همین دلیل است که حجم عرضه بر اساس تقاضا هنوز غیرطبیعی است. سطح عظیم تولید و فعالیت هنوز در فاب 200 میلی متری اتفاق می افتد و تقاضا برای گره های مختلف از فرآیندهای 90 نانومتری تا 180 نانومتری یکسان است. تعداد کل فابرهای 200 میلی متری در سراسر جهان 230 عدد است که 49 عدد در خاورمیانه و اروپا و 51 عدد در ایالات متحده است.

به نظر می رسد این سوال اینجاست که چرا بازار WFE هر سال افزایش می یابد. طبق گزارش قبلی CircuitDigest ،ویژگی‌های مختلفی مانند افزایش تقاضا از سوی مصرف‌کننده و صنعت الکترونیک B2B همراه با پیشرفت‌های روزافزون فن‌آوری در صنعت نیمه‌رسانا و مخابرات گمانه‌زنی می‌شود تا تقاضا برای بازار تجهیزات ویفر نیمه‌رسانا فاب از سال 2019 تا 2030 را هدایت کند. برخی از عوامل اضافی مانند تجهیزات و ویفر سیلیکونی وجود دارد که به تجزیه و تحلیل بازار مربوطه در سال های آینده کمک می کند. مهم‌تر از همه، نوآوری جدید در فناوری ویفر، بسته‌بندی متراکم‌تری از دستگاه‌هایی مانند ترانزیستورها و MEMS (سیستم میکرو الکترومکانیکی) ایجاد کرده است تا راهی برای پایه‌گذاری فرصت‌های نوآورانه ایجاد کند که می‌تواند توسط شرکت‌های مختلف جهانی استفاده شود.

در حال حاضر، صحبت از بازار فعلی ویفر فاب در سطح جهان، در سال 2021 ارزش بازار 62930 میلیون دلار بود و تا سال 2030، انتظار می‌رود این بازار به 97470 میلیون دلار با CAGR 5.6 درصدی بین سال‌های 30-2022 برسد. شرکت بازار سرمایه MarketWatch. اما، یک شرکت تحقیقاتی دیگر Verified Market Research اضافه کرد که در سال 2021، بازار WFE به 68,989.03 میلیون دلار رسید و تا سال 2030، انتظار می‌رود که رشد 164,669.67 میلیون دلاری با CAGR 8.04 درصدی بین سال‌های 2023-30 داشته باشد. پیشرفت های تکنولوژیکی در چند سال گذشته باعث رشد این بخش شده است. رشد ظرفیت‌های ذخیره‌سازی حافظه و فشردگی فزاینده محصولات ارتباطی متعدد در صنعت مخابرات عامل این رشد است.

با تحلیل دقیق، بازار WFE به آمریکای لاتین، اروپا، آمریکای شمالی و آسیا و اقیانوسیه تقسیم می‌شود. در سال 2021، بیشترین سهم بازار در این بخش به منطقه آسیا و اقیانوسیه تعلق گرفت و انتظار می رود در دوره پیش بینی شده با CAGR 8.53 درصد افزایش یابد. این منطقه به دلیل این واقعیت پیشرو است که زنجیره تامین جامد دستگاه های نیمه هادی مانند دستگاه های گسسته، مدارها و مدارهای منطقی در کشورهایی مانند چین، تایوان و ژاپن وجود دارد. از آنجایی که رشد زیادی در محصولات الکترونیکی مصرفی و خودرو وجود دارد، انتظار می رود تقاضا برای تراشه های آی سی و ویفرهای SIC نیز افزایش یابد.

به غیر از آن، حجم عظیمی از تامین کنندگان در کره جنوبی و هند وجود دارد که به رشد عظیم این بازار کمک می کنند. در همان سال، آمریکای شمالی دومین منطقه بزرگ بود و در آن زمان پیش‌بینی می‌شد که این منطقه به رشد گسترده کمک کند. اما یارانه های عظیم و مشوق های ارائه شده توسط دولت منطقه آسیا و اقیانوسیه به آنها کمک کرده تا بازار را رهبری کنند. افزایش تقاضا همراه با افزایش درآمد، رشد ماشین‌آلات و فناوری پیشرفته و برنامه‌هایی برای گسترش اهمیت این نیاز به رشد چشمگیر بازار WFE در طول سال‌ها کمک می‌کند.

Ashwath Rao، تحلیلگر ارشد تحقیقاتی Counterpoint ، گفت: ” با توجه به رشد دلار آمریکا، حجم کلی بازار WFE حدود 8 درصد در سال 2022 کاهش یافت زیرا تحت تأثیر منفی نوسانات ارزی و به ویژه کاهش ارزش یورو و ین قرار گرفت. فروش از ابتدای سال 2022 تاکنون. پیش از عطف در سال 2022، افزایشی در سرمایه گذاری تحقیق و توسعه وجود دارد که باعث شده است بازار WFE برای درازمدت از بازار نیمه هادی ها پیشی بگیرد. ”

رائو با برجسته کردن سناریوی کلی بازار در سال 2023، در یک گزارش نظرسنجی اشاره کرد: « تولیدکنندگان امروز بر خلاف سال 2019 بیشتر به سمت بخش‌های منطق ریخته‌گری گرایش دارند و با قدرت کلی عقب ماندگی، دید از نظر توافق‌های بلندمدت و مدل اشتراک افزایش یافته است. به محدود کردن جنبه منفی کمک خواهد کرد. ضعف در هزینه‌های تجهیزات ویفر فاب در سال 2023 منجر به عادی‌سازی زمان تحویل و موجودی می‌شود. کاهش سرعت سرمایه‌گذاری‌های حافظه محور از نیمه دوم سال 2023 به تدریج شروع به بهبود می‌کند و سال 2024 سال بزرگی برای صنعت تجهیزات خواهد بود. تولیدکنندگان در موقعیت مناسبی قرار دارند تا از این فرصت استفاده کنند. “