📈 Производственные мощности и размеры узлов. Оценки и прогнозы

Общий тренд - переход к все более тонким техпроцессам

В случае логических микросхем, выполняющих вычисления, управление и обработку сигналов – заметен выигрыш от уменьшения размера техпроцесса, поскольку размещение большего количества транзисторов на той же площади позволяет выполнять более сложные операции, кроме того, в более миниатюрных транзисторах операции выполняются быстрее.

Техпроцессы ниже 7 нм обеспечивают высочайшую производительность и энергоэффективность, способствуя развитию передовых ускорителей ИИ и высокопроизводительных вычислительных решений. Благодаря значительным инвестициям в производственные мощности, способные работать с передовыми техпроцессами, их доля в общем объеме производства растет.

🔸 Процессы ниже 7 нм все чаще применяют в сочетании с передовыми архитектурами транзисторов и современными методами их упаковки, что обеспечивает еще более высокую скорость и энергоэффективность.

🔸 Техпроцессы 8–16 нм занимают средний диапазон, им свойственна не столь высокая производительность транзисторов, по сравнению с теми, что выполнены по техпроцессам 7 нм и ниже, при этом себестоимость их производства выше, чем изделий по техпроцессам 22–28 нм. Эти техпроцессы широко используются для создания изделий, находящих применение в автомобильных системах ADAS, мобильных SoC и графических процессорах среднего уровня.

Идет постоянная миграция с техпроцессов 22–28 нм на передовые техпроцессы 8-16 нм и ниже 7 нм ради повышения производительности микросхем.

🔸 Технологические узлы 22–28 нм часто называют «зрелым мейнстримом». Линии 22/28 нм обеспечивают производство автомобильных микроконтроллеров, промышленного IoT и потребительских ASIC, где стоимость изделий, устойчивость к напряжению и проверенная надежность важнее плотности размещения узлов на кристалле, их количества, быстроты переключения и даже большей энергоэффективности. Спрос на изделия этой категории высок, но быстрое расширение производства 28 нм в Китае может создать локальный избыток предложения производственных мощностей этой категории в конце двадцатых годов.

🔸 Техпроцессы 32 нм и выше предназначены для чувствительных к цене или сверхнадежных устройств — силовых контроллеров, датчиков, драйверов дисплеев и т. д. Многие производители, использующие этот уровень техпроцессов, работают на полностью амортизированных заводах, что позволяет сохранять прибыльность производства даже при небольших объемах и неполной загрузке. Общая производственная мощность 32 нм, вероятно, лишь немного увеличится из-за того, что новые разработки соответствующих изделий стараются выполнять под процессы 28 нм и ниже.

@RUSmicro, по материалам отчета PwC Semiconductor and Beyond.

На рисунке приведены оценки и прогнозы роста производственных мощностей (в эквиваленте пластин 200мм в месяц) по размеру узла. В табличке справа от диаграммы показан прогноз среднегодовых темпов роста производственных мощностей по размеру узла.