Utgifter til halvlederutstyr øker for logikk og minne med høyere tetthet

SEMI, den ledende internasjonale handelsorganisasjonen for halvledere holdt sin Semicon-konferanse i San Francisco i juli. SEMI spår en betydelig vekst i etterspørselen etter halvlederutstyr i 2022 og leder inn i 2023 for å møte etterspørselen etter nye applikasjoner og mangel på eksisterende produkter, som biler. Vi ser også på noen utviklinger for å lage mindre utvalgte halvledere ved å bruke EUV.

SEMI ga ut en pressemelding fra Mid-Year Total Semiconductor Equipment Forecast under Semicon, om tilstanden til halvlederutstyrsutgifter og prognoser for 2023. SEMI sa at det globale salget av totalt halvlederproduksjonsutstyr fra produsenter av originalutstyr anslås å nå rekordhøye $117.5 milliarder i 2022, en økning på 14.7 % fra forrige bransjehøyde på 102.5 milliarder dollar i 2021, og øke til 120.8 milliarder dollar i 2023. Figuren nedenfor viser nyere historie og anslag frem mot 2023 for salg av halvlederutstyr.

Utgifter til utstyr for wafer-fab anslås å øke 15.4 % i 2022 til en ny bransjerekord på 101 milliarder dollar i 2022, med en ytterligere økning på 3.2 % i 2023 til 104.3 milliarder dollar. Figuren nedenfor viser SEMIs estimater og anslag for utstyrsforbruk etter halvlederapplikasjoner.

SEMI sier at "Drivt av etterspørsel etter både ledende og modne prosessnoder, forventes støperi- og logikksegmentene å øke 20.6 % år-over-år til 55.2 milliarder dollar i 2022 og ytterligere 7.9 %, til 59.5 milliarder dollar, i 2023 . De to segmentene står for mer enn halvparten av det totale salget av waferfab-utstyr.»

Utgivelsen fortsetter med å si at "Sterk etterspørsel etter minne og lagring fortsetter å bidra til utgifter til DRAM og NAND-utstyr i år. DRAM-utstyrssegmentet leder utvidelsen i 2022 med forventet vekst på 8 % til 17.1 milliarder dollar. NAND-utstyrsmarkedet anslås å vokse med 6.8 ​​% til 21.1 milliarder dollar i år. DRAM- og NAND-utstyrsutgifter forventes å falle med henholdsvis 7.7 % og 2.4 % i 2023.

Taiwan, Kina og Korea er de største utstyrskjøperne i 2022, og Taiwan forventes å være den ledende kjøperen, etterfulgt av Kina og Korea.

Å lage mindre funksjoner har vært en kontinuerlig driver for halvlederenheter med høyere tetthet siden introduksjonen av integrerte kretser. Sesjoner på Semicon 2022 utforsket hvordan litografisk krymping og andre tilnærminger, som heterogen integrasjon med 3D-strukturer og chiplets, vil tillate fortsatt økning i enhetstetthet og funksjonalitet.

Under Semicon kunngjorde Lam Research et samarbeid med ledende kjemikalieleverandører, Entegris og Gelest (et Mitsubishi Chemical Group-selskap), for å lage forløperkjemikalier for Lams tørre fotoresistteknologi for ekstrem ultrafiolett (EUV) litografi. EUV, spesielt den neste generasjonen av EUV med høy numerisk blenderåpning (NA), er en nøkkelteknologi for å drive halvlederskalering, og muliggjør funksjoner mindre enn 1nm i løpet av de neste årene.

I en tale av David Fried, VP fra Lam, viste at tørr (sammensatt av små metallorganiske enheter) kontra våte resists kan gi høyere oppløsning, et bredere prosessvindu og høyere renhet. Dry resists for samme stråledose, viser mindre linjekollaps og dermed generering av defekter. I tillegg resulterer tørrresistbruk i en 5-10X reduksjon i avfall og kostnader og en 2X reduksjon i kraften som kreves per waferpassering.

Michael Lercel, fra ASML, sa at høy numerisk blenderåpning (0.33 NA) nå er i produksjon for logikk og DRAM som vist nedenfor. Overgangen til EUV reduserer den ekstra prosesstiden og avfallet fra flere mønstre for å oppnå finere funksjoner.

Bildet viser ASMLs EUV-produktveikart og gir en idé om størrelsen på neste generasjons EUV-litografiutstyr.

SEMI spådde robust etterspørsel etter halvlederutstyr i 2022 og 2023 for å møte etterspørselen og redusere mangel på kritiske komponenter. EUV-utviklingen ved LAM, ASML vil drive halvlederfunksjoner størrelser under 3nm. Chiplets, 3D-dysestabler og overgangen til heterogen integrasjon vil bidra til å drive tettere og mer funksjonelle halvlederenheter.