Fra 2021 til 2022 var der en hurtig vækst på det globale halvledermarked på grund af fremkomsten af særlige behov som følge af COVID-19-udbruddet. Men da de særlige behov forårsaget af COVID-19-pandemien sluttede i sidste halvdel af 2022 og i 2023 styrtede ned i en af de mest alvorlige recessioner i historien.
Den store recession forventes dog at bunde i 2023, med en omfattende genopretning forventet i år (2024).
Faktisk har Logic, når man ser på de kvartalsvise leverancer af halvledere på tværs af forskellige typer, allerede overgået toppen forårsaget af den særlige efterspørgsel i forbindelse med COVID-19 og sat et nyt historisk højdepunkt. Derudover vil Mos Micro og Analog sandsynligvis nå historiske højder i 2024, da faldet forårsaget af afslutningen af den særlige efterspørgsel i forbindelse med COVID-19 ikke er signifikant (figur 1).
Blandt dem oplevede Mos Memory et betydeligt fald, hvorefter det nåede bunden i første kvartal (1. kvartal) af 2023 og begyndte sin rejse mod genopretning. Det ser dog stadig ud til at kræve en betydelig mængde tid at nå toppen af den særlige efterspørgsel på grund af COVID-19. Men hvis Mos Memory overgår sit højdepunkt, vil de samlede leverancer af halvledere utvivlsomt nå et nyt historisk højdepunkt. Efter min mening kan man sige, at halvledermarkedet er kommet sig fuldt ud, hvis dette sker.
Når man ser på ændringerne i halvlederleverancer, er det imidlertid tydeligt, at denne opfattelse er forkert. Dette skyldes, at mens leverancer af Mos Memory, som er i bedring, stort set er kommet sig, er leverancerne af Logic, som nåede historiske højder, stadig på et ekstremt lavt niveau. Med andre ord, for virkelig at genoplive det globale halvledermarked, skal leverancerne af logikenheder stige betydeligt.
Derfor vil vi i denne artikel analysere halvlederleverancer og mængder for forskellige typer halvledere og samlede halvledere. Dernæst vil vi bruge forskellen mellem Logic-leverancer og leverancer som et eksempel for at vise, hvordan TSMC's leverancer af wafere halter bagefter på trods af hurtig genopretning. Derudover vil vi spekulere i, hvorfor denne forskel eksisterer, og antyde, at den fulde genopretning af det globale halvledermarked kan blive forsinket til 2025.
Afslutningsvis er den nuværende tilsyneladende genopretning af halvledermarkedet en "illusion" forårsaget af NVIDIAs GPU'er, som har ekstremt høje priser. Derfor ser det ud til, at halvledermarkedet ikke vil komme sig fuldt ud, før fabrikker som TSMC når fuld kapacitet, og Logic-leverancer når nye historiske højder.
Analyse af halvlederforsendelsesværdi og -mængde
Figur 2 viser tendenserne i forsendelsesværdi og -mængde for forskellige typer halvledere samt hele halvledermarkedet.
Mos Micros forsendelsesmængde toppede i fjerde kvartal af 2021, bundde i første kvartal af 2023 og begyndte at komme sig. På den anden side viste forsendelsesmængden ingen væsentlig ændring og forblev næsten uændret fra tredje til fjerde kvartal af 2023 med et lille fald.
Mos Memorys forsendelsesværdi begyndte at falde markant fra andet kvartal af 2022, nåede bunden i første kvartal af 2023 og begyndte at stige, men genvandt kun til omkring 40% af topværdien i fjerde kvartal af samme år. I mellemtiden er forsendelsesmængden genvandt til omkring 94% af topniveauet. Med andre ord anses hukommelsesproducenternes fabriksudnyttelsesgrad for at nærme sig fuld kapacitet. Spørgsmålet er, hvor meget DRAM- og NAND-flashpriserne vil stige.
Logics forsendelsesmængde toppede i andet kvartal af 2022, bunden i første kvartal af 2023, steg derefter igen og nåede et nyt historisk højdepunkt i fjerde kvartal af samme år. På den anden side toppede forsendelsesværdien i andet kvartal af 2022, faldt derefter til omkring 65% af topværdien i tredje kvartal af 2023 og forblev uændret i fjerde kvartal af samme år. Med andre ord er der en betydelig uoverensstemmelse mellem forsendelsesværdiens og forsendelsesmængdens opførsel i Logic.
Mængden af analoge leverancer toppede i tredje kvartal af 2022, bunden i andet kvartal af 2023 og har siden været stabil. Efter at have toppet i tredje kvartal af 2022 fortsatte leveranceværdien derimod med at falde indtil fjerde kvartal af 2023.
Endelig faldt den samlede værdi af halvlederleverancer markant fra andet kvartal af 2022, nåede bunden i første kvartal af 2023 og begyndte at stige, og nåede derefter omkring 96 % af topværdien i fjerde kvartal af samme år. På den anden side faldt leverancemængden også markant fra andet kvartal af 2022, hvor den nåede bunden i første kvartal af 2023, men er siden forblevet uændret på omkring 75 % af topværdien.
Ud fra ovenstående ser det ud til, at Mos Memory er problemområdet, hvis man kun ser på forsendelsesmængden, da den kun er kommet sig til omkring 40 % af peakværdien. Set i et bredere perspektiv kan vi dog se, at Logic er en stor bekymring, da forsendelsesværdien, på trods af at den har nået historiske højder i forsendelsesmængden, er stagneret på omkring 65 % af peakværdien. Virkningen af denne forskel mellem Logics forsendelsesmængde og værdi synes at strække sig til hele halvlederfeltet.
Kort sagt afhænger genopretningen af det globale halvledermarked af, om priserne på Mos-hukommelse stiger, og om leveringsmængden af Logic-enheder stiger betydeligt. Med konstant stigende DRAM- og NAND-priser vil det største problem være at øge leveringsmængden af Logic-enheder.
Dernæst vil vi forklare, hvordan TSMC's forsendelsesmængde og waferforsendelser fungerer, for specifikt at illustrere forskellen mellem Logics forsendelsesmængde og waferforsendelser.
TSMC's kvartalsvise forsendelsesværdi og waferforsendelser
Figur 3 illustrerer TSMCs salgsfordeling pr. node og salgstendensen for 7nm og derover processer i fjerde kvartal af 2023.
TSMC positionerer 7nm og derover som avancerede noder. I fjerde kvartal af 2023 tegnede 7nm sig for 17%, 5nm for 35% og 3nm for 15%, i alt 67% af de avancerede noder. Derudover er det kvartalsvise salg af avancerede noder steget siden første kvartal af 2021, oplevede et fald én gang i fjerde kvartal af 2022, men nåede bunden og begyndte at stige igen i andet kvartal af 2023 og nåede et nyt historisk højdepunkt i fjerde kvartal af samme år.
Med andre ord, hvis man ser på salgsresultaterne for avancerede noder, klarer TSMC sig godt. Så hvad med TSMCs samlede kvartalsvise salgsindtægter og waferleverancer (figur 4)?
Diagrammet over TSMC's kvartalsvise forsendelsesværdi og waferforsendelser stemmer nogenlunde overens. Det toppede under IT-boblen i 2000, faldt efter Lehman-chokket i 2008 og fortsatte med at falde efter at hukommelsesboblen i 2018 bristede.
Adfærden efter toppen af den særlige efterspørgsel i tredje kvartal af 2022 er dog anderledes. Forsendelsesværdien toppede på 20,2 milliarder dollars, faldt derefter kraftigt, men begyndte at komme sig efter at have nået bunden på 15,7 milliarder dollars i andet kvartal af 2023 og nåede 19,7 milliarder dollars i fjerde kvartal af samme år, hvilket er 97 % af topværdien.
På den anden side toppede de kvartalsvise waferleverancer med 3,97 millioner wafere i tredje kvartal af 2022, hvorefter de faldt kraftigt og nåede bunden på 2,92 millioner wafere i andet kvartal af 2023, men forblev derefter uændrede. Selv i fjerde kvartal af samme år faldt antallet af leverede wafere markant fra toppen, men forblev på 2,96 millioner wafere, en reduktion på over 1 million wafere fra toppen.
Den mest almindelige halvleder produceret af TSMC er Logic. TSMCs salg af avancerede noder i fjerde kvartal 2023 nåede et nyt historisk højdepunkt, hvor det samlede salg steg til 97% af det historiske højdepunkt. De kvartalsvise waferleverancer var dog stadig over 1 million wafere mindre end i spidsbelastningsperioden. Med andre ord er TSMCs samlede fabriksudnyttelsesgrad kun omkring 75%.
Hvad angår det globale halvledermarked som helhed, er Logic-leverancer faldet til omkring 65 % af toppen i løbet af COVID-19-perioden med den særlige efterspørgsel. TSMC's kvartalsvise waferleverancer er konsekvent faldet med over 1 million wafere fra toppen, med en fabriksudnyttelsesgrad anslået til at være omkring 75 %.
Fremadrettet skal Logic-leverancerne stige betydeligt for at det globale halvledermarked virkelig kan komme sig, og for at opnå dette skal udnyttelsesgraden for støberier anført af TSMC nærme sig fuld kapacitet.
Så hvornår præcist vil dette ske?
Forudsigelse af udnyttelsesgrader for store støberier
Den 14. december 2023 afholdt det taiwanske analysefirma TrendForce seminaret "Industry Focus Information" på Grand Nikko Tokyo Bay Maihama Washington Hotel. På seminaret diskuterede TrendForce-analytiker Joanna Chiao "TSMC's globale strategi og udsigterne for markedet for halvlederstøberi i 2024". Blandt andet talte Joanna Chiao om at forudsige udnyttelsesgraderne for støberier (figur
Hvornår vil Logic-leverancerne stige?
Er disse 8% signifikante eller ubetydelige? Selvom dette er et subtilt spørgsmål, vil de resterende 92% af wafere selv i 2026 stadig blive forbrugt af ikke-AI-halvlederchips. Størstedelen af disse vil være Logic-chips. Derfor skal efterspørgslen efter elektroniske enheder som smartphones, pc'er og servere stige, hvis Logic-leverancer skal stige, og hvis store støberier, anført af TSMC, skal nå fuld kapacitet.
Kort sagt, baseret på den nuværende situation, tror jeg ikke, at AI-halvledere som NVIDIAs GPU'er vil være vores redning. Derfor menes det, at det globale halvledermarked ikke vil komme sig fuldt ud før 2024, eller endda blive forsinket til 2025.
Der er dog en anden (optimistisk) mulighed, der kan vælte denne forudsigelse.
Indtil videre har alle de forklarede AI-halvledere henvist til halvledere installeret i servere. Der er dog nu en tendens til at udføre AI-behandling på terminaler (edges) såsom personlige computere, smartphones og tablets.
Eksempler inkluderer Intels foreslåede AI-pc og Samsungs forsøg på at skabe AI-smartphones. Hvis disse bliver populære (med andre ord, hvis innovation finder sted), vil markedet for AI-halvledere ekspandere hurtigt. Faktisk forudsiger det amerikanske analysefirma Gartner, at forsendelserne af AI-smartphones vil nå 240 millioner enheder ved udgangen af 2024, og forsendelserne af AI-pc'er vil nå 54,5 millioner enheder (kun til reference). Hvis denne forudsigelse går i opfyldelse, vil efterspørgslen efter banebrydende Logic stige (med hensyn til forsendelsesværdi og mængde), og udnyttelsesgraden hos fabrikker som TSMC vil stige. Derudover vil efterspørgslen efter MPU'er og hukommelse også helt sikkert vokse hurtigt.
Med andre ord, når en sådan verden opstår, bør AI-halvledere være den virkelige redning. Derfor vil jeg fra nu af gerne fokusere på tendenserne inden for AI-halvledere på kanten af markedet.
Opslagstidspunkt: 8. april 2024