Расходы на полупроводниковое оборудование увеличиваются для логики и памяти с более высокой плотностью

SEMI, ведущая международная организация по торговле полупроводниками, провела конференцию Semicon в Сан-Франциско в июле. SEMI прогнозирует значительный рост спроса на полупроводниковое оборудование в 2022 году и в 2023 году, чтобы удовлетворить спрос на новые приложения и дефицит существующих продуктов, таких как автомобили. Мы также рассмотрим некоторые разработки по созданию полупроводников меньшего размера с использованием EUV.

SEMI выпустила пресс-релиз из своего полугодового прогноза общего объема полупроводникового оборудования во время Semicon о состоянии расходов на полупроводниковое оборудование и прогнозах на 2023 год. SEMI заявила, что глобальные продажи всего оборудования для производства полупроводников производителями оригинального оборудования, по прогнозам, достигнут рекордных 117.5 долларов США. млрд в 2022 году, что на 14.7% больше по сравнению с предыдущим отраслевым максимумом в 102.5 млрд долларов в 2021 году и увеличится до 120.8 млрд долларов в 2023 году. На рисунке ниже показана недавняя история и прогнозы продаж полупроводникового оборудования до 2023 года.

Прогнозируется, что расходы на оборудование для производства пластин вырастут на 15.4% в 2022 году до нового отраслевого рекорда в 101 млрд долларов в 2022 году, а в 3.2 году прогнозируется дальнейшее увеличение на 2023% до 104.3 млрд долларов. На рисунке ниже показаны оценки и прогнозы SEMI в отношении расходов на оборудование для полупроводниковых приложений.

SEMI сообщает, что «из-за спроса как на передовые, так и на зрелые технологические узлы ожидается, что сегменты литейного производства и логики вырастут на 20.6% по сравнению с прошлым годом до 55.2 млрд долларов в 2022 году и еще на 7.9%, до 59.5 млрд долларов в 2023 году. На эти два сегмента приходится более половины общего объема продаж оборудования для производства вафель».

Далее в релизе говорится: «Высокий спрос на память и хранилище продолжает способствовать увеличению расходов на оборудование DRAM и NAND в этом году. Сегмент оборудования DRAM лидирует в расширении в 2022 году с ожидаемым ростом на 8% до 17.1 млрд долларов. Прогнозируется, что в этом году рынок оборудования NAND вырастет на 6.8% до 21.1 миллиарда долларов. Ожидается, что расходы на оборудование DRAM и NAND сократятся на 7.7% и 2.4% соответственно в 2023 году».

Тайвань, Китай и Корея являются крупнейшими покупателями оборудования в 2022 году, при этом ожидается, что Тайвань станет ведущим покупателем, за которым следуют Китай и Корея.

Создание более мелких элементов было постоянным стимулом для полупроводниковых устройств с более высокой плотностью с момента появления интегральных схем. На семинаре Semicon 2022 обсуждалось, как литографическая усадка и другие подходы, такие как гетерогенная интеграция с трехмерными структурами и микросхемами, позволят постоянно увеличивать плотность и функциональность устройств.

Во время Semicon компания Lam Research объявила о сотрудничестве с ведущими поставщиками химикатов, Entegris и Gelest (компания, входящая в Mitsubishi Chemical Group), для создания химических веществ-предшественников для технологии сухого фоторезиста Lam для литографии в крайнем ультрафиолете (EUV). EUV, особенно следующее поколение EUV с высокой числовой апертурой, является ключевой технологией для масштабирования полупроводников, что позволит в ближайшие несколько лет реализовать функции размером менее 1 нм.

В докладе Дэвида Фрида, вице-президента компании Lam, показано, что сухие (состоящие из небольших металлоорганических единиц) резисты по сравнению с влажными могут обеспечить более высокое разрешение, более широкое технологическое окно и более высокую чистоту. Сухой резист при той же дозе облучения демонстрирует меньший коллапс линии и, следовательно, образование дефектов. Кроме того, использование сухого резиста приводит к 5-10-кратному сокращению отходов и стоимости, а также к 2-кратному снижению мощности, необходимой для прохода пластины.

Майкл Лерсель из ASML сказал, что высокая числовая апертура (0.33 NA) в настоящее время производится для логики и DRAM, как показано ниже. Переход на EUV сокращает дополнительное время обработки и количество отходов, возникающих из-за многократного формирования паттернов, для получения более тонких функций.

На изображении показана дорожная карта продуктов ASML для EUV и дается представление о размерах оборудования для EUV-литографии следующего поколения.

SEMI прогнозирует устойчивый спрос на полупроводниковое оборудование в 2022 и 2023 годах, чтобы удовлетворить спрос и сократить нехватку критически важных компонентов. Разработки EUV в LAM, ASML позволят использовать полупроводниковые элементы размером менее 3 нм. Чиплеты, трехмерные стеки кристаллов и переход к гетерогенной интеграции помогут создать более плотные и функциональные полупроводниковые устройства.