هزینه تجهیزات نیمه هادی برای منطق و حافظه با چگالی بالاتر افزایش می یابد

SEMI، سازمان پیشرو بین المللی تجارت نیمه هادی کنفرانس Semicon خود را در ژوئیه در سانفرانسیسکو برگزار کرد. SEMI رشد قابل توجهی در تقاضای تجهیزات نیمه هادی در سال 2022 و منتهی به سال 2023 را برای پاسخگویی به تقاضا برای کاربردهای جدید و کمبود محصولات موجود مانند خودرو پیش بینی می کند. ما همچنین به برخی از پیشرفت ها برای ساختن نیمه هادی های کوچکتر با استفاده از EUV نگاه می کنیم.

SEMI بیانیه ای مطبوعاتی از پیش بینی کل تجهیزات نیمه هادی خود در طی Semicon در مورد وضعیت هزینه های تجهیزات نیمه هادی و پیش بینی ها برای سال 2023 منتشر کرد. SEMI گفت که پیش بینی می شود فروش جهانی کل تجهیزات تولید نیمه هادی توسط سازندگان تجهیزات اصلی به رکورد 117.5 دلار برسد. میلیارد دلار در سال 2022، افزایش 14.7 درصدی نسبت به بالاترین سطح صنعت قبلی یعنی 102.5 میلیارد دلار در سال 2021، و افزایش به 120.8 میلیارد دلار در سال 2023. شکل زیر تاریخچه اخیر و پیش بینی های فروش تجهیزات نیمه هادی تا سال 2023 را نشان می دهد.

پیش‌بینی می‌شود که هزینه تجهیزات ویفر فاب با ۱۵.۴ درصد افزایش در سال ۲۰۲۲ به رکورد جدید صنعت ۱۰۱ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۲ برسد و با افزایش ۳.۲ درصدی بیشتر در سال ۲۰۲۳ به ۱۰۴.۳ میلیارد دلار پیش‌بینی شود. شکل زیر تخمین ها و پیش بینی های SEMI را برای هزینه تجهیزات بر اساس کاربرد نیمه هادی نشان می دهد.

SEMI می‌گوید: «با توجه به تقاضا برای گره‌های فرآیندی پیشرفته و بالغ، انتظار می‌رود بخش‌های ریخته‌گری و منطق با 20.6 درصد افزایش سالانه به 55.2 میلیارد دلار در سال 2022 و 7.9 درصد دیگر به 59.5 میلیارد دلار در سال 2023 افزایش یابد. این دو بخش بیش از نیمی از کل فروش تجهیزات ویفر فاب را تشکیل می دهند.

در ادامه این نسخه آمده است: «تقاضای زیاد برای حافظه و فضای ذخیره‌سازی همچنان به هزینه‌های تجهیزات DRAM و NAND در سال جاری کمک می‌کند. بخش تجهیزات DRAM با رشد پیش بینی شده 2022 درصدی به 8 میلیارد دلار در سال 17.1 پیشرو است. پیش‌بینی می‌شود که بازار تجهیزات NAND امسال با 6.8 درصد رشد به 21.1 میلیارد دلار برسد. انتظار می‌رود که هزینه‌های تجهیزات DRAM و NAND به ترتیب 7.7 و 2.4 درصد در سال 2023 کاهش یابد.

تایوان، چین و کره بزرگترین خریداران تجهیزات در سال 2022 هستند و انتظار می رود تایوان خریدار پیشرو باشد و پس از آن چین و کره قرار دارند.

از زمان معرفی مدارهای مجتمع، ساخت ویژگی‌های کوچک‌تر یک محرک پیوسته برای دستگاه‌های نیمه‌رسانا با چگالی بالاتر بوده است. جلسات Semicon 2022 بررسی کردند که چگونه کوچک شدن لیتوگرافی و رویکردهای دیگر، مانند ادغام ناهمگن با ساختارهای سه بعدی و تراشه‌ها، امکان افزایش مداوم در تراکم و عملکرد دستگاه را فراهم می‌کند.

در طول Semicon Lam Research همکاری با تامین کنندگان پیشرو مواد شیمیایی، Entegris و Gelest (یکی از شرکت های گروه شیمیایی میتسوبیشی) را برای ایجاد مواد شیمیایی پیش ساز برای فناوری مقاوم در برابر نور خشک Lam برای لیتوگرافی فرابنفش شدید (EUV) اعلام کرد. EUV، به ویژه نسل بعدی EUV با دیافراگم عددی بالا (NA)، یک فناوری کلیدی برای ایجاد مقیاس نیمه هادی است که ویژگی های کوچکتر از 1 نانومتر را در چند سال آینده ممکن می کند.

در صحبتی توسط دیوید فرید، معاون از Lam، نشان داد که مقاومت های خشک (متشکل از واحدهای فلز آلی کوچک) در مقابل مرطوب می توانند وضوح بالاتر، پنجره فرآیند گسترده تر و خلوص بالاتر را ارائه دهند. مقاومت خشک برای همان دوز تابش، فروپاشی خط کمتر و در نتیجه ایجاد نقص را نشان می دهد. علاوه بر این، استفاده از مقاومت خشک منجر به کاهش 5-10 برابری ضایعات و هزینه و کاهش 2 برابری در توان مورد نیاز در هر پاس ویفر می شود.

مایکل لرسل، از ASML، گفت که دیافراگم عددی بالا (0.33 NA) در حال حاضر برای منطق و DRAM همانطور که در زیر نشان داده شده است تولید می شود. حرکت به سمت EUV زمان اضافی فرآیند و اتلاف الگوهای چندگانه را برای دستیابی به ویژگی‌های ظریف‌تر کاهش می‌دهد.

تصویر نقشه راه محصول EUV ASML را نشان می دهد و ایده ای از اندازه نسل بعدی تجهیزات لیتوگرافی EUV ارائه می دهد.

SEMI تقاضای قوی تجهیزات نیمه هادی را در سال های 2022 و 2023 برای پاسخگویی به تقاضا و کاهش کمبود قطعات حیاتی پیش بینی کرد. پیشرفت های EUV در LAM، ASML ویژگی های نیمه هادی را با اندازه های کمتر از 3 نانومتر هدایت می کند. تراشه‌ها، پشته‌های قالب سه بعدی و حرکت به سمت یکپارچگی ناهمگن به هدایت دستگاه‌های نیمه‌رسانای متراکم‌تر و کاربردی‌تر کمک می‌کند.