Fra 2021 til 2022 var det en rask vekst i det globale halvledermarkedet på grunn av fremveksten av spesielle behov som følge av COVID-19-utbruddet. Men etter hvert som de spesielle behovene forårsaket av COVID-19-pandemien tok slutt i siste halvdel av 2022 og stupte inn i en av de mest alvorlige resesjonene i historien i 2023.
Den store resesjonen forventes imidlertid å nå bunnen i 2023, med en omfattende gjenoppretting forventet i år (2024).
Faktisk har Logic allerede overgått toppen forårsaket av den spesielle etterspørselen fra COVID-19 og satt en ny historisk topp, når de kvartalsvise halvlederleveransene på tvers av ulike typer. I tillegg vil Mos Micro og Analog sannsynligvis nå historiske høyder i 2024, ettersom nedgangen forårsaket av slutten av den spesielle etterspørselen fra COVID-19 ikke er signifikant (figur 1).
Blant dem opplevde Mos Memory en betydelig nedgang, før den nådde bunnen i første kvartal (Q1) i 2023 og begynte sin reise mot gjenoppretting. Det ser imidlertid ut til å fortsatt ta betydelig tid å nå toppen av den spesielle etterspørselen knyttet til COVID-19. Men hvis Mos Memory overgår toppen, vil de totale leveransene av halvledere utvilsomt nå et nytt historisk høydepunkt. Etter min mening kan man si at halvledermarkedet har kommet seg helt hvis dette skjer.
Når man imidlertid ser på endringene i halvlederleveransene, er det tydelig at denne oppfatningen er feil. Dette er fordi mens leveransene av Mos Memory, som er i bedring, i stor grad har tatt seg opp igjen, er leveransene av Logic, som nådde historiske høyder, fortsatt på ekstremt lave nivåer. Med andre ord, for å virkelig gjenopplive det globale halvledermarkedet, må leveransene av logikkenheter øke betydelig.
Derfor vil vi i denne artikkelen analysere halvlederforsendelser og mengder for ulike typer halvledere og totale halvledere. Deretter vil vi bruke forskjellen mellom Logic-forsendelser og forsendelser som et eksempel for å vise hvordan TSMCs forsendelser av wafere henger etter til tross for rask gjenoppretting. I tillegg vil vi spekulere i hvorfor denne forskjellen eksisterer og antyde at den fulle gjenopprettingen av det globale halvledermarkedet kan bli forsinket til 2025.
Avslutningsvis er den nåværende inntrykket av en gjenoppretting av halvledermarkedet en «illusjon» forårsaket av NVIDIAs GPU-er, som har ekstremt høye priser. Derfor ser det ut til at halvledermarkedet ikke vil komme seg helt før fabrikker som TSMC når full kapasitet og Logic-leveransene når nye historiske høyder.
Analyse av halvlederforsendelsesverdi og mengde
Figur 2 viser trendene i forsendelsesverdi og -mengde for ulike typer halvledere samt hele halvledermarkedet.
Mos Micros forsendelsesvolum nådde toppen i fjerde kvartal 2021, bunnet ut i første kvartal 2023, og begynte å ta seg opp igjen. På den annen side viste forsendelsesmengden ingen vesentlig endring, og forble nesten flat fra tredje til fjerde kvartal 2023, med en liten nedgang.
Mos Memorys leveringsverdi begynte å synke betydelig fra andre kvartal 2022, nådde bunnen i første kvartal 2023, og begynte å stige, men hentet seg bare inn igjen til rundt 40 % av toppverdien i fjerde kvartal samme år. I mellomtiden har leveringsmengden hentet seg inn igjen til rundt 94 % av toppnivået. Med andre ord anses fabrikkutnyttelsesgraden til minneprodusenter å nærme seg full kapasitet. Spørsmålet er hvor mye DRAM- og NAND-flashprisene vil øke.
Logics forsendelsesmengde nådde en topp i andre kvartal 2022, bunnet ut i første kvartal 2023, og steg deretter igjen og nådde et nytt historisk høydepunkt i fjerde kvartal samme år. På den annen side nådde forsendelsesverdien en topp i andre kvartal 2022, falt deretter til rundt 65 % av toppverdien i tredje kvartal 2023 og forble flat i fjerde kvartal samme år. Med andre ord er det et betydelig avvik mellom oppførselen til forsendelsesverdi og forsendelsesmengde i Logic.
Analog forsendelsesmengde nådde toppen i tredje kvartal 2022, bunnet ut i andre kvartal 2023, og har siden holdt seg stabil. På den annen side, etter å ha nådd toppen i tredje kvartal 2022, fortsatte forsendelsesverdien å synke frem til fjerde kvartal 2023.
Til slutt falt den totale verdien av halvlederleveranser betydelig fra andre kvartal 2022, nådde bunnen i første kvartal 2023, og begynte å stige, og tok seg opp til rundt 96 % av toppverdien i fjerde kvartal samme år. På den annen side falt også leveransemengden betydelig fra andre kvartal 2022, nådde bunnen i første kvartal 2023, men har siden holdt seg flat, på rundt 75 % av toppverdien.
Ut fra det ovennevnte ser det ut til at Mos Memory er problemområdet hvis man kun ser på forsendelsesmengden, ettersom den bare har kommet seg til rundt 40 % av toppverdien. Sett i et bredere perspektiv kan vi imidlertid se at Logic er en stor bekymring, ettersom forsendelsesverdien har stagnert på rundt 65 % av toppverdien til tross for at den har nådd historiske høyder i forsendelsesmengden. Virkningen av denne forskjellen mellom Logics forsendelsesmengde og verdi ser ut til å strekke seg til hele halvlederfeltet.
Oppsummert avhenger gjenopprettingen av det globale halvledermarkedet av om prisene på Mos-minne øker og om leveringsmengden av Logic-enheter øker betydelig. Med DRAM- og NAND-priser som stadig stiger, vil det største problemet være å øke leveringsmengden av Logic-enheter.
Deretter vil vi forklare hvordan TSMCs forsendelsesmengde og waferforsendelser oppfører seg for spesifikt å illustrere forskjellen mellom Logics forsendelsesmengde og waferforsendelser.
TSMCs kvartalsvise forsendelsesverdi og waferforsendelser
Figur 3 illustrerer TSMCs salgsfordeling per node og salgstrenden for 7nm og over prosesser i fjerde kvartal 2023.
TSMC posisjonerer 7nm og utover som avanserte noder. I fjerde kvartal 2023 utgjorde 7nm 17 %, 5nm for 35 % og 3nm for 15 %, totalt 67 % av avanserte noder. I tillegg har det kvartalsvise salget av avanserte noder økt siden første kvartal 2021, opplevde en nedgang én gang i fjerde kvartal 2022, men nådde bunnen og begynte å stige igjen i andre kvartal 2023, og nådde et nytt historisk høydepunkt i fjerde kvartal samme år.
Med andre ord, hvis du ser på salgsresultatene til avanserte noder, presterer TSMC bra. Så, hva med TSMCs samlede kvartalsvise salgsinntekter og waferleveranser (figur 4)?
Diagrammet over TSMCs kvartalsvise forsendelsesverdi og waferforsendelser stemmer omtrent overens. Det nådde toppen under IT-boblen i 2000, falt etter Lehman-sjokket i 2008, og fortsatte å falle etter at minneboblen i 2018 sprakk.
Imidlertid er oppførselen etter toppen av den spesielle etterspørselen i tredje kvartal 2022 annerledes. Leveringsverdien nådde en topp på 20,2 milliarder dollar, falt deretter kraftig, men begynte å ta seg opp igjen etter å ha bunnet ut på 15,7 milliarder dollar i andre kvartal 2023, og nådde 19,7 milliarder dollar i fjerde kvartal samme år, som er 97 % av toppverdien.
På den annen side nådde kvartalsvise waferleveranser en topp på 3,97 millioner wafere i tredje kvartal 2022, deretter stupte de og bunnet ut på 2,92 millioner wafere i andre kvartal 2023, men forble deretter uendret. Selv i fjerde kvartal samme år, selv om antallet leverte wafere gikk betydelig ned fra toppen, holdt det seg fortsatt på 2,96 millioner wafere, en reduksjon på over 1 million wafere fra toppen.
Den vanligste halvlederen som produseres av TSMC er Logic. TSMCs salg av avanserte noder i fjerde kvartal 2023 nådde en ny historisk topp, med et totalt salg som økte til 97 % av den historiske toppen. Kvartalsvise waferleveranser var imidlertid fortsatt over 1 million wafere mindre enn i toppperioden. Med andre ord er TSMCs totale fabrikkutnyttelsesgrad bare rundt 75 %.
Når det gjelder det globale halvledermarkedet som helhet, har Logic-leveransene falt til rundt 65 % av toppen i løpet av den spesielle etterspørselsperioden med COVID-19. TSMCs kvartalsvise waferleveranser har konsekvent sunket med over 1 million wafere fra toppen, med en fabrikkutnyttelsesgrad anslått til å være rundt 75 %.
For at det globale halvledermarkedet virkelig skal kunne ta seg opp igjen, må Logic-leveransene øke betydelig fremover, og for å oppnå dette må utnyttelsesgraden til støperier ledet av TSMC nærme seg full kapasitet.
Så, når vil dette egentlig skje?
Forutsi utnyttelsesgraden til store støperier
14. desember 2023 holdt det taiwanske analyseselskapet TrendForce seminaret «Industry Focus Information» på Grand Nikko Tokyo Bay Maihama Washington Hotel. På seminaret diskuterte TrendForce-analytiker Joanna Chiao «TSMCs globale strategi og markedsutsiktene for halvlederstøperi i 2024». Blant annet snakket Joanna Chiao om å forutsi utnyttelsesgraden for støperier (figur
Når vil Logic-forsendelsene øke?
Er disse 8 % signifikante eller ubetydelige? Selv om dette er et subtilt spørsmål, vil de resterende 92 % av wafere fortsatt bli forbrukt av halvlederbrikker som ikke er basert på kunstig intelligens, selv innen 2026. De fleste av disse vil være Logic-brikker. Derfor må etterspørselen etter elektroniske enheter som smarttelefoner, PC-er og servere øke for at Logic-leveransene skal øke og for at store støperier, ledet av TSMC, skal nå full kapasitet.
Oppsummert, basert på den nåværende situasjonen, tror jeg ikke at AI-halvledere som NVIDIAs GPU-er vil bli vår redning. Derfor antas det at det globale halvledermarkedet ikke vil komme seg helt før 2024, eller til og med bli utsatt til 2025.
Det finnes imidlertid en annen (optimistisk) mulighet som kan velte denne spådommen.
Så langt har alle forklarte AI-halvledere referert til halvledere installert i servere. Det er imidlertid nå en trend å utføre AI-prosessering på terminaler (kanter) som personlige datamaskiner, smarttelefoner og nettbrett.
Eksempler inkluderer Intels foreslåtte AI-PC og Samsungs forsøk på å lage AI-smarttelefoner. Hvis disse blir populære (med andre ord, hvis innovasjon skjer), vil markedet for AI-halvledere ekspandere raskt. Faktisk spår det amerikanske analysefirmaet Gartner at forsendelser av AI-smarttelefoner vil nå 240 millioner enheter innen utgangen av 2024, og forsendelser av AI-PC-er vil nå 54,5 millioner enheter (kun for referanse). Hvis denne spådommen slår til, vil etterspørselen etter banebrytende Logic øke (når det gjelder forsendelsesverdi og mengde), og utnyttelsesgraden til fabrikker som TSMC vil øke. I tillegg vil etterspørselen etter MPU-er og minne også garantert vokse raskt.
Med andre ord, når en slik verden kommer, bør AI-halvledere være den virkelige redningen. Derfor vil jeg fra nå av fokusere på trendene innen AI-halvledere på kanten av markedet.
Publisert: 08.04.2024