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Une pénurie massive de puces frappe l’ensemble de l’industrie des semi-conducteurs – High-teK.ca

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L’une des questions récurrentes ces derniers mois a été de savoir pourquoi tant de produits technologiques ont été si difficiles à acheter. Nous avons fait référence à plusieurs reprises à des facteurs potentiels connus tels que le COVID-19, les perturbations économiques, les problèmes de rendement et l’impact des bots scalpeurs, mais il existe un nouvel argument pour expliquer ce qui cause des problèmes aussi généraux sur tant de marchés : un investissement insuffisant dans les wafers de 200 mm.

Aujourd’hui, le silicium de pointe est invariablement fabriqué sur des tranches de 300 mm. Au cours des dernières décennies, les fabricants ont introduit des tailles de plaquettes plus grandes : 100 mm, 150 mm, 200 mm et 300 mm ont tous été des normes courantes à un moment ou à un autre. Dans l’espace des passionnés de PC, les tranches de 300 mm ont longtemps été considérées comme supérieures aux tranches de 200 mm, car la plus grande taille de tranche réduit les déchets et améliore généralement la production de la fonderie en termes de puces fabriquées par jour.

Il n’y a pas beaucoup de fonderies commerciales encore dédiées aux tranches de 150 mm ou moins, mais un certain nombre de fonderies exploitent encore des lignes de fabrication de 200 mm. TSMC et Samsung proposent tous deux le nœud, ainsi qu’un certain nombre de fonderies de deuxième niveau. GlobalFoundries dispose d’installations de 200 mm, tout comme SMIC, UMC, TowerJazz et SkyWater. Un grand nombre de puces IoT et 5G sont construites sur 200 mm, tout comme certains processeurs analogiques, dispositifs MEMS et solutions RF.

Image de Semico Research, 2018

Les composants dont nous parlons chez High-teK.ca, y compris les GPU, les processeurs de bureau et mobiles, les modems cellulaires haut de gamme et d’autres produits similaires ne représentent qu’une fraction du silicium intégré aux appareils, et de nombreux fournisseurs que vous n’avez jamais entendus de conceptions matures et bien comprises à travers des lignes de fonderie plus petites et plus anciennes pour des coûts minimes.

Le 200 mm était censé disparaître lorsque le 300 mm a été mis en ligne, et cela a fonctionné de 2007 à 2014, mais la tendance s’est inversée par la suite. Les clients aiment construire sur des lignes de fabrication de 200 mm car les technologies de fabrication sont extrêmement matures et les coûts sont faibles. De nombreux clients ne tirent pas grand avantage du passage à des géométries inférieures et ils souhaitent s’en tenir aux conceptions pour lesquelles ils ont déjà payé. De nombreux capteurs IoT et produits similaires sont donc construits sur des nœuds de processus relativement grands. Comme la demande pour ces produits a augmenté, la capacité de 200 mm est devenue difficile à réserver. Les grandes fonderies comme TSMC ont mis du temps à ajouter une nouvelle capacité de 200 mm, et l’utilisation de 200 mm était déjà élevée dans de nombreuses usines avant que la pandémie ne frappe.

Rampe de plaquette de 450 mm

Ce vieux graphique décrivant comment les tranches de * 450 mm * allaient monter en puissance montre également ce que les analystes s’attendaient à ce qu’il advienne des expéditions de 200 mm. Après 2015, la demande de 200 mm a recommencé à croître, tandis que les tranches de 450 mm n’ont jamais été lancées.

Je ne veux pas donner l’impression que littéralement toutes les fonderies d’une capacité de 200 mm fonctionnent à fond, mais il faut beaucoup de temps et d’argent pour transférer les conceptions vers une nouvelle usine. Une entreprise avec une puce conçue pour la chaîne de fabrication de Foundry A serait probablement confrontée à des coûts importants pour porter la même puce vers Foundry B. Dans certains cas, une entreprise paierait plus pour porter une puce vers une nouvelle fonderie / un nouveau nœud qu’elle ne gagnerait jamais. de le vendre. Toutes les usines de fabrication de 200 mm ne sont pas littéralement pleines, mais les fonderies pures avec des quantités importantes de capacité de 200 mm n’ont pas beaucoup de mal à les remplir.

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La pandémie a été brutalement mauvaise pour de nombreuses personnes aux États-Unis et dans le monde, mais le semi-conducteur l’industrie a été l’un des seuls points positifs. Cela se traduit par une demande supplémentaire de puces de toutes sortes, ce qui a accru la pression sur une chaîne d’approvisionnement qui fonctionnait déjà aussi vite qu’elle le pouvait.

« C’est une situation intéressante cette année. Non seulement le 200 mm est demandé, mais il existe également une demande générale pour les produits de pointe et spécialisés. C’est la puissance, les capteurs d’image CMOS, les RF et ce genre de produits », Risto Puhakka, président de VLSI Research, Raconté Semi-ingénierie. « Il y a aussi une division sur le marché. Si vous êtes des IDM comme TI, NXP ou les gars analogiques standard, 2020 a été difficile. Les marchés de l’industrie, de l’automobile et de l’énergie ont été dans une situation difficile qui a été touchée par le coronavirus. Mais en même temps, les fonderies sont en plein essor. Les fonderies s’adressent à ce que j’appellerais les marchés de consommation.

La demande de puces Wi-Fi et Bluetooth a explosé, entraînant une pénurie des deux. La demande d’électronique automobile a augmenté plus rapidement que prévu. Huawei a absorbé une énorme quantité de capacité de fabrication plus tôt cette année avant qu’elle ne soit interrompue début septembre, et des fabricants comme Xiaomi ont tenté de profiter de la faiblesse de l’entreprise avec une augmentation de ses propres commandes de composants. Aux États-Unis, la demande de PC a été beaucoup plus élevée.

Cela peut être une partie de la réponse à la raison pour laquelle il est si difficile d’obtenir beaucoup d’équipement en ce moment. Ce n’est pas seulement parce que le COVID-19 a brouillé l’offre, c’est parce qu’il a simultanément bousillé la demande. Combinez cela avec le besoin de nouveaux ordinateurs portables pour gérer l’apprentissage à distance, les lancements de nouvelles consoles, un ou deux lancements de GPU très attendus, et COVID-19 et Huawei, et maintenant une pénurie générale de 200 mm, et il est plus facile de voir pourquoi le marché mondial ne semble pas fonctionner très bien. Une autre capacité de 220 000 wpm (wafers par mois) d’une capacité de 200 mm devrait être mise en ligne en 2021, avec une capacité totale de 6,4 M wpm à travers la planète.

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