V letech 2021 až 2022 došlo k rychlému růstu globálního trhu s polovodiči v důsledku vzniku zvláštních požadavků v důsledku vypuknutí pandemie COVID-19. Zvláštní požadavky způsobené pandemií COVID-19 však v druhé polovině roku 2022 skončily a v roce 2023 došlo k jedné z nejvážnějších recesí v historii.
Očekává se však, že velká recese dosáhne dna v roce 2023 a komplexní oživení se očekává v letošním roce (2024).
Při pohledu na čtvrtletní dodávky polovodičů v různých typech již společnost Logic překonala vrchol způsobený zvláštní poptávkou v souvislosti s COVID-19 a dosáhla nového historického maxima. Společnosti Mos Micro a Analog navíc pravděpodobně dosáhnou historických maxim v roce 2024, protože pokles způsobený koncem zvláštní poptávky v souvislosti s COVID-19 není významný (obrázek 1).
Mezi nimi zaznamenala společnost Mos Memory výrazný pokles, poté v prvním čtvrtletí (Q1) roku 2023 dosáhla dna a začala svou cestu k oživení. Zdá se však, že k dosažení vrcholu specifických požadavků souvisejících s COVID-19 bude potřeba ještě značné množství času. Pokud však společnost Mos Memory překoná svůj vrchol, celkové dodávky polovodičů nepochybně dosáhnou nového historického maxima. Podle mého názoru, pokud k tomu dojde, lze říci, že se trh s polovodiči plně zotavil.
Při pohledu na změny v dodávkách polovodičů je však zřejmé, že tento názor je mylný. Je to proto, že zatímco dodávky pamětí Mos, které se zotavují, se z velké části zotavily, dodávky Logic, které dosáhly historických maxim, jsou stále na extrémně nízkých úrovních. Jinými slovy, aby se globální trh s polovodiči skutečně oživil, musí se dodávky logických jednotek výrazně zvýšit.
V tomto článku proto analyzujeme dodávky polovodičů a jejich množství pro různé typy polovodičů a celkové polovodiče. Dále použijeme rozdíl mezi dodávkami Logic a dodávkami jako příklad, abychom ukázali, jak dodávky waferů společnosti TSMC zaostávají i přes rychlé oživení. Dále budeme spekulovat o tom, proč tento rozdíl existuje, a naznačíme, že úplné oživení globálního trhu s polovodiči může být odloženo až do roku 2025.
Závěrem lze říci, že současný dojem oživení trhu s polovodiči je „iluze“ způsobená grafickými procesory NVIDIA, jejichž ceny jsou extrémně vysoké. Zdá se tedy, že trh s polovodiči se plně nezotaví, dokud slévárny jako TSMC nedosáhnou plné kapacity a dodávky Logic nedosáhnou nových historických maxim.
Analýza hodnoty a množství dodávek polovodičů
Obrázek 2 znázorňuje trendy v hodnotě a množství dodávek různých typů polovodičů a také celého trhu s polovodiči.
Objem zásilek společnosti Mos Micro dosáhl vrcholu ve čtvrtém čtvrtletí roku 2021, dna dosáhl v prvním čtvrtletí roku 2023 a poté se začal zotavovat. Na druhou stranu, objem zásilek se významně nezměnil a od třetího do čtvrtého čtvrtletí roku 2023 zůstal téměř stejný s mírným poklesem.
Hodnota dodávek společnosti Mos Memory začala od druhého čtvrtletí roku 2022 výrazně klesat, dna dosáhla v prvním čtvrtletí roku 2023 a začala růst, ale ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku se zotavila pouze na přibližně 40 % maximální hodnoty. Objem dodávek se mezitím zotavil na přibližně 94 % maximální úrovně. Jinými slovy, míra využití továren výrobců pamětí se pravděpodobně blíží plné kapacitě. Otázkou je, o kolik se zvýší ceny DRAM a NAND flash pamětí.
Objem zásilek společnosti Logic dosáhl vrcholu ve druhém čtvrtletí roku 2022, dna v prvním čtvrtletí roku 2023 a poté se odrazil od růstu a ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku dosáhl nového historického maxima. Na druhou stranu hodnota zásilek dosáhla vrcholu ve druhém čtvrtletí roku 2022, poté ve třetím čtvrtletí roku 2023 klesla na přibližně 65 % maximální hodnoty a ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku zůstala na stejné úrovni. Jinými slovy, mezi chováním hodnoty zásilek a množství zásilek v Logicu existuje významný rozdíl.
Objem analogových dodávek dosáhl vrcholu ve třetím čtvrtletí roku 2022, dna dosáhl ve druhém čtvrtletí roku 2023 a od té doby zůstává stabilní. Na druhou stranu, po dosažení vrcholu ve třetím čtvrtletí roku 2022, hodnota dodávek nadále klesala až do čtvrtého čtvrtletí roku 2023.
Celková hodnota dodávek polovodičů se od druhého čtvrtletí roku 2022 výrazně snížila, v prvním čtvrtletí roku 2023 dosáhla dna a poté začala růst, přičemž se ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku zotavila na přibližně 96 % maximální hodnoty. Na druhou stranu se od druhého čtvrtletí roku 2022 výrazně snížilo i množství dodávek, v prvním čtvrtletí roku 2023 dosáhlo dna, ale od té doby zůstalo na stejné úrovni, přibližně na 75 % maximální hodnoty.
Z výše uvedeného se zdá, že paměťové moduly Mos jsou problematickou oblastí, pokud se bere v úvahu pouze objem dodávek, protože se zotavily pouze na přibližně 40 % maximální hodnoty. Z širší perspektivy však vidíme, že Logic je velkým problémem, protože i přes dosažení historických maxim v objemu dodávek stagnuje hodnota dodávek na přibližně 65 % maximální hodnoty. Dopad tohoto rozdílu mezi objemem a hodnotou dodávek Logicu se zdá být rozšířen na celý polovodičový průmysl.
Stručně řečeno, oživení globálního trhu s polovodiči závisí na tom, zda se zvýší ceny pamětí Mos a zda se výrazně zvýší objem dodávek logických jednotek. Vzhledem k neustálému růstu cen pamětí DRAM a NAND bude největším problémem zvyšování objemu dodávek logických jednotek.
Dále vysvětlíme chování množství dodávek TSMC a dodávek waferů, abychom konkrétně ilustrovali rozdíl mezi množstvím dodávek Logic a dodávkami waferů.
Čtvrtletní hodnota zásilek TSMC a zásilky destiček
Obrázek 3 znázorňuje rozdělení tržeb společnosti TSMC podle uzlů a trend prodeje 7nm a výše uvedených procesů ve čtvrtém čtvrtletí roku 2023.
Společnost TSMC řadí 7nm a vyšší uzly mezi pokročilé uzly. Ve čtvrtém čtvrtletí roku 2023 tvořila 7nm technologie 17 %, 5nm 35 % a 3nm 15 %, což celkem představuje 67 % pokročilých uzlů. Čtvrtletní prodej pokročilých uzlů navíc od prvního čtvrtletí roku 2021 roste, ve čtvrtém čtvrtletí roku 2022 zaznamenal jednou pokles, ale ve druhém čtvrtletí roku 2023 dosáhl dna a začal opět růst, přičemž ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku dosáhl nového historického maxima.
Jinými slovy, pokud se podíváte na prodejní výkonnost pokročilých uzlů, TSMC si vede dobře. A co celkové čtvrtletní tržby TSMC a dodávky waferů (obrázek 4)?
Graf čtvrtletní hodnoty dodávek TSMC a dodávek waferů se zhruba shoduje. Vrcholu dosáhl během IT bubliny v roce 2000, poklesl po šoku Lehman Bank v roce 2008 a pokračoval v poklesu i po prasknutí paměťové bubliny v roce 2018.
Chování po vrcholu speciální poptávky ve třetím čtvrtletí roku 2022 se však liší. Hodnota zásilek dosáhla vrcholu 20,2 miliardy dolarů, poté prudce klesla, ale poté, co ve druhém čtvrtletí roku 2023 dosáhla dna na 15,7 miliardy dolarů, se začala zotavovat a ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku dosáhla 19,7 miliardy dolarů, což představuje 97 % maximální hodnoty.
Na druhou stranu, čtvrtletní dodávky waferů dosáhly vrcholu ve třetím čtvrtletí roku 2022 na 3,97 milionu waferů, poté prudce klesly a ve druhém čtvrtletí roku 2023 dosáhly dna na 2,92 milionu waferů, ale poté už stagnovaly. I ve čtvrtém čtvrtletí téhož roku, ačkoli počet dodaných waferů oproti vrcholu výrazně poklesl, stále zůstal na 2,96 milionu waferů, což představuje pokles o více než 1 milion waferů oproti vrcholu.
Nejběžnějším polovodičem vyráběným společností TSMC je Logic. Prodej pokročilých uzlů společnosti TSMC ve čtvrtém čtvrtletí roku 2023 dosáhl nového historického maxima a celkové tržby se zotavily na 97 % historického maxima. Čtvrtletní dodávky waferů však stále byly o více než 1 milion waferů nižší než ve vrcholném období. Jinými slovy, celková míra využití továren TSMC je pouze asi 75 %.
Pokud jde o globální trh s polovodiči jako celek, dodávky společnosti Logic klesly během období zvláštní poptávky v souvislosti s COVID-19 na přibližně 65 % vrcholu. Čtvrtletní dodávky waferů společnosti TSMC se v souladu s tím snížily o více než 1 milion waferů oproti vrcholu, přičemž míra využití továren se odhaduje na přibližně 75 %.
Aby se globální trh s polovodiči skutečně zotavil, musí se do budoucna výrazně zvýšit dodávky společnosti Logic a k dosažení tohoto cíle se musí míra využití sléváren v čele se společností TSMC přiblížit plné kapacitě.
Takže, kdy přesně se to stane?
Predikce míry využití hlavních sléváren
Dne 14. prosince 2023 uspořádala tchajwanská výzkumná společnost TrendForce seminář „Industry Focus Information“ v hotelu Grand Nikko Tokyo Bay Maihama Washington. Na semináři analytička TrendForce Joanna Chiao hovořila o „globální strategii TSMC a výhledu trhu s polovodičovými slévárnami pro rok 2024“. Joanna Chiao mimo jiné hovořila o predikci míry využití sléváren (obrázek
Kdy se zvýší dodávky Logicu?
Je těchto 8 % významných, nebo nevýznamných? I když je to trochu rafinovaná otázka, i v roce 2026 bude zbývajících 92 % waferů stále spotřebováváno polovodičovými čipy bez umělé inteligence. Většinu z nich budou tvořit čipy Logic. Aby se tedy dodávky čipů Logic zvýšily a velké slévárny v čele s TSMC dosáhly plné kapacity, musí se zvýšit poptávka po elektronických zařízeních, jako jsou chytré telefony, počítače a servery.
Stručně řečeno, vzhledem k současné situaci si nemyslím, že polovodiče s umělou inteligencí, jako jsou grafické karty NVIDIA, budou naším zachráncem. Proto se předpokládá, že globální trh s polovodiči se plně nezotaví dříve než v roce 2024, nebo se dokonce zpozdí až do roku 2025.
Existuje však další (optimistická) možnost, která by mohla tuto předpověď vyvrátit.
Doposud se všechny vysvětlené polovodiče umělé inteligence vztahovaly k polovodičům instalovaným v serverech. V současné době však existuje trend provádění zpracování umělou inteligencí na terminálech (edge), jako jsou osobní počítače, chytré telefony a tablety.
Jako příklady lze uvést navrhovaný počítač s umělou inteligencí od společnosti Intel a pokusy společnosti Samsung o vytvoření chytrých telefonů s umělou inteligencí. Pokud se tyto modely stanou populárními (jinými slovy, pokud dojde k inovacím), trh s polovodiči s umělou inteligencí se rychle rozroste. Americká výzkumná firma Gartner dokonce předpovídá, že do konce roku 2024 dosáhnou dodávky chytrých telefonů s umělou inteligencí 240 milionů kusů a dodávky počítačů s umělou inteligencí 54,5 milionu kusů (pouze pro informaci). Pokud se tato předpověď naplní, zvýší se poptávka po špičkových logických procesorech (z hlediska hodnoty a množství dodávek) a zvýší se i míra využití sléváren, jako je TSMC. Kromě toho jistě rychle poroste i poptávka po mikroprocesorových jednotkách (MPU) a pamětech.
Jinými slovy, až takový svět nastane, měly by být skutečným zachráncem polovodiče s umělou inteligencí. Proto bych se odteď rád zaměřil na trendy polovodičů s umělou inteligencí na hraně technologií.
Čas zveřejnění: 8. dubna 2024