В период с 2021 по 2022 год наблюдался стремительный рост мирового рынка полупроводников благодаря возникновению особого спроса, вызванного вспышкой COVID-19. Однако, поскольку особый спрос, вызванный пандемией COVID-19, исчез во второй половине 2022 года, в 2023 году произошел резкий спад, один из самых серьезных в истории.
Однако ожидается, что Великая рецессия достигнет своего дна в 2023 году, а всеобъемлющее восстановление экономики прогнозируется в этом году (2024).
Фактически, если посмотреть на квартальные объемы поставок полупроводников различных типов, то логические компоненты уже превзошли пик, вызванный особым спросом во время пандемии COVID-19, и установили новый исторический максимум. Кроме того, микросхемы Mos и аналоговые компоненты, вероятно, достигнут исторических максимумов в 2024 году, поскольку спад, вызванный окончанием особого спроса во время пандемии COVID-19, незначителен (Рисунок 1).
Среди них значительное снижение наблюдалось в сегменте памяти Mos Memory, которая достигла дна в первом квартале (Q1) 2023 года и начала свой путь к восстановлению. Однако, похоже, для достижения пика спроса, вызванного пандемией COVID-19, потребуется еще немало времени. Тем не менее, если Mos Memory превзойдет свой пик, общий объем поставок полупроводников, несомненно, достигнет нового исторического максимума. На мой взгляд, если это произойдет, можно будет сказать, что рынок полупроводников полностью восстановился.
Однако, анализируя изменения в объемах поставок полупроводников, становится очевидно, что это мнение ошибочно. Дело в том, что, хотя поставки MOS-памяти, которые сейчас восстанавливаются, в значительной степени возобновились, поставки логических микросхем, достигшие исторических максимумов, по-прежнему находятся на крайне низком уровне. Другими словами, для реального оживления мирового рынка полупроводников необходимо значительно увеличить поставки логических микросхем.
Таким образом, в этой статье мы проанализируем объемы поставок полупроводников различных типов и общий объем поставок полупроводников. Далее, на примере разницы между поставками логических микросхем и поставками полупроводниковых микросхем мы покажем, как поставки пластин TSMC отстают, несмотря на быстрое восстановление рынка. Кроме того, мы предположим, почему существует эта разница, и выскажем предположение, что полное восстановление мирового рынка полупроводников может быть отложено до 2025 года.
В заключение, нынешнее кажущееся восстановление рынка полупроводников — это «иллюзия», вызванная графическими процессорами NVIDIA, которые имеют чрезвычайно высокие цены. Поэтому, похоже, рынок полупроводников не восстановится полностью, пока такие литейные предприятия, как TSMC, не выйдут на полную мощность, а объемы поставок логических микросхем не достигнут новых исторических максимумов.
Анализ стоимости и количества поставок полупроводниковых изделий
На рисунке 2 показаны тенденции изменения стоимости и количества поставок различных типов полупроводников, а также всего рынка полупроводников в целом.
Объемы поставок Mos Micro достигли пика в четвертом квартале 2021 года, достигли минимума в первом квартале 2023 года и начали восстанавливаться. С другой стороны, объемы поставок не показали существенных изменений, оставаясь практически неизменными с третьего по четвертый квартал 2023 года, с небольшим снижением.
Объемы поставок памяти Mos Memory начали значительно снижаться со второго квартала 2022 года, достигли минимума в первом квартале 2023 года, затем начали расти, но восстановились лишь примерно до 40% от пикового значения в четвертом квартале того же года. Между тем, объемы поставок восстановились примерно до 94% от пикового уровня. Другими словами, загрузка производственных мощностей производителей памяти, как считается, приближается к полной мощности. Вопрос в том, насколько вырастут цены на DRAM и NAND flash.
Объемы отгрузок Logic достигли пика во втором квартале 2022 года, снизились до минимума в первом квартале 2023 года, а затем восстановились, достигнув нового исторического максимума в четвертом квартале того же года. С другой стороны, стоимость отгрузок достигла пика во втором квартале 2022 года, затем снизилась примерно до 65% от пикового значения в третьем квартале 2023 года и осталась на прежнем уровне в четвертом квартале того же года. Другими словами, существует значительное расхождение между динамикой стоимости и количества отгрузок Logic.
Объемы поставок аналоговой продукции достигли пика в третьем квартале 2022 года, достигли минимума во втором квартале 2023 года и с тех пор остаются стабильными. С другой стороны, после пика в третьем квартале 2022 года стоимость поставок продолжала снижаться до четвертого квартала 2023 года.
Наконец, общая стоимость поставок полупроводников значительно снизилась со второго квартала 2022 года, достигла минимума в первом квартале 2023 года, а затем начала расти, восстановившись примерно до 96% от пикового значения в четвертом квартале того же года. С другой стороны, объем поставок также значительно снизился со второго квартала 2022 года, достиг минимума в первом квартале 2023 года, но с тех пор остается стабильным, на уровне около 75% от пикового значения.
Из вышеизложенного следует, что проблемной областью является МОП-память, если рассматривать только объемы поставок, поскольку они восстановились лишь примерно до 40% от пикового значения. Однако, если взглянуть шире, мы видим, что логическая память вызывает серьезную обеспокоенность, поскольку, несмотря на достижение исторических максимумов по объему поставок, стоимость поставок застыла на уровне около 65% от пикового значения. Влияние этой разницы между объемом поставок и стоимостью поставок логической памяти, по-видимому, распространяется на всю полупроводниковую отрасль.
В целом, восстановление мирового рынка полупроводников зависит от того, вырастут ли цены на МОП-память и значительно ли увеличатся объемы поставок логических микросхем. Учитывая постоянный рост цен на DRAM и NAND, главной проблемой станет увеличение объемов поставок логических микросхем.
Далее мы рассмотрим динамику объемов поставок и отгрузок кремниевых пластин компании TSMC, чтобы наглядно проиллюстрировать разницу между объемами поставок логических микросхем и отгрузками кремниевых пластин.
Квартальные объемы поставок и поставки кремниевых пластин TSMC
На рисунке 3 показано распределение продаж TSMC по технологическим узлам и динамика продаж 7-нм и более высоких техпроцессов в четвертом квартале 2023 года.
TSMC позиционирует 7-нм и более современные техпроцессы как передовые. В четвертом квартале 2023 года на 7-нм техпроцесс приходилось 17%, на 5-нм — 35%, а на 3-нм — 15%, что в сумме составляет 67% передовых техпроцессов. Кроме того, квартальные продажи передовых техпроцессов росли с первого квартала 2021 года, однажды снизились в четвертом квартале 2022 года, но достигли минимума и снова начали расти во втором квартале 2023 года, достигнув нового исторического максимума в четвертом квартале того же года.
Другими словами, если посмотреть на показатели продаж передовых технологических узлов, TSMC демонстрирует хорошие результаты. А как насчет общей квартальной выручки TSMC и объемов поставок кремниевых пластин (Рисунок 4)?
Графики квартальной стоимости поставок и объемов поставок кремниевых пластин TSMC примерно совпадают. Пик пришелся на период ИТ-пузыря 2000 года, затем наблюдалось снижение после краха Lehman Brothers в 2008 году, и падение продолжилось после краха рынка памяти в 2018 году.
Однако поведение после пика особого спроса в третьем квартале 2022 года отличается. Стоимость отгрузок достигла пика в 20,2 млрд долларов, затем резко снизилась, но начала восстанавливаться после достижения минимума в 15,7 млрд долларов во втором квартале 2023 года, достигнув 19,7 млрд долларов в четвертом квартале того же года, что составляет 97% от пикового значения.
С другой стороны, квартальные поставки вафель достигли пика в 3,97 миллиона вафель в третьем квартале 2022 года, затем резко упали, достигнув минимума в 2,92 миллиона вафель во втором квартале 2023 года, но после этого оставались на прежнем уровне. Даже в четвертом квартале того же года, несмотря на значительное снижение количества отгруженных вафель по сравнению с пиком, оно все еще составляло 2,96 миллиона вафель, что более чем на 1 миллион вафель меньше пикового значения.
Наиболее распространенным полупроводниковым продуктом, производимым TSMC, является логическая микросхема. Продажи передовых технологических узлов TSMC в четвертом квартале 2023 года достигли нового исторического максимума, а общие продажи восстановились до 97% от исторического пика. Однако квартальные поставки кремниевых пластин все еще были более чем на 1 миллион пластин меньше, чем в пиковый период. Другими словами, общий коэффициент загрузки производственных мощностей TSMC составляет всего около 75%.
Что касается мирового рынка полупроводников в целом, то поставки логических микросхем сократились примерно до 65% от пикового уровня в период повышенного спроса, вызванного COVID-19. Аналогично, квартальные поставки кремниевых пластин компанией TSMC снизились более чем на 1 миллион пластин по сравнению с пиковым уровнем, при этом коэффициент загрузки производственных мощностей оценивается примерно в 75%.
В перспективе, для реального восстановления мирового рынка полупроводников необходимо значительно увеличить объемы поставок логических микросхем, а для этого коэффициент загрузки производственных мощностей компаний, возглавляемых TSMC, должен приблизиться к полной мощности.
Итак, когда именно это произойдет?
Прогнозирование коэффициентов загрузки крупных литейных заводов
14 декабря 2023 года тайваньская исследовательская компания TrendForce провела семинар «Информация о приоритетах отрасли» в отеле Grand Nikko Tokyo Bay Maihama Washington. На семинаре аналитик TrendForce Джоанна Чиао обсудила «Глобальную стратегию TSMC и перспективы рынка полупроводниковых контрактов на 2024 год». Среди прочих тем Джоанна Чиао рассказала о прогнозировании коэффициентов загрузки контрактных предприятий (Рисунок).
Когда увеличится объем поставок Logic?
Значимы ли эти 8% или нет? Хотя это и сложный вопрос, даже к 2026 году оставшиеся 92% кремниевых пластин будут по-прежнему использоваться для производства полупроводниковых чипов, не предназначенных для ИИ. Большая часть из них будет состоять из логических микросхем. Следовательно, для увеличения поставок логических микросхем и для того, чтобы крупные литейные заводы во главе с TSMC достигли полной мощности, необходимо увеличить спрос на электронные устройства, такие как смартфоны, ПК и серверы.
В заключение, исходя из текущей ситуации, я не верю, что полупроводники для ИИ, такие как графические процессоры NVIDIA, станут нашим спасением. Поэтому считается, что глобальный рынок полупроводников полностью восстановится только к 2024 году, или даже к 2025 году.
Однако существует и другая (оптимистичная) возможность, которая может опровергнуть это предсказание.
До сих пор все описанные полупроводники для ИИ относились к полупроводникам, установленным в серверах. Однако сейчас наблюдается тенденция к выполнению обработки данных с помощью ИИ на периферийных устройствах, таких как персональные компьютеры, смартфоны и планшеты.
Примерами могут служить предлагаемый Intel ПК с искусственным интеллектом и попытки Samsung создать смартфоны с ИИ. Если они станут популярными (другими словами, если произойдут инновации), рынок полупроводников для ИИ быстро расширится. Фактически, американская исследовательская фирма Gartner прогнозирует, что к концу 2024 года поставки смартфонов с ИИ достигнут 240 миллионов единиц, а поставки ПК с ИИ — 54,5 миллиона единиц (только для справки). Если этот прогноз сбудется, спрос на передовые логические микросхемы возрастет (как по стоимости, так и по количеству поставок), а коэффициенты загрузки таких предприятий, как TSMC, увеличатся. Кроме того, спрос на микропроцессоры и память также, безусловно, быстро вырастет.
Иными словами, когда такой мир наступит, настоящим спасителем должны стать полупроводники для ИИ. Поэтому отныне я хотел бы сосредоточиться на тенденциях развития полупроводников для периферийных вычислений в сфере ИИ.
Дата публикации: 08.04.2024