Trender för halvledarindustrin att hålla ögonen på under 2022

Processteknologi på tre nanometer kommer till foundry-industrin via TSMC (FinFET) och Samsung (GAA) Tillverkningsprocesserna i halvledarindustrin närmar sig sina fysiska gränser, vilket gör att utvecklingen av chip i sin tur hamnat i en sorts vägskäl. Antingen i form av förändringar i transistorarkitekturen, eller att det sker något genombrott på materialsidan eller vid inkapslingen, för att i sin tur nå snabbare prestanda, minskad strömförbrukning och bli mindre. Nästa år, fyra år efter den EUV-baserade 7-nanometernoden, rullas en ny, revolutionerande processteknologi ut i form av en nod på 3 nanometer. Rivalerna TSMC och Samsung förväntas presentera sina egna varianter på tekniken under andra halvan. TSMC fortsätter förmodligen med arkitekturen FinFET, som varit i bruk sedan noden 1Xnm, medan Samsung tros använda en egen implementering av GAAFET, vid namn MBCFET (multi-bridge channel field-effect transistor). De första produkterna att massproduceras med noden förväntas bli HPC-chip till smartphones-chip, primärt på grund av att kraven på prestanda, strömkonsumtionen och storleken på kretsarna till produkterna beskrivs som höga. DDR5 närmar sig massproduktion och staplande av NAND Flash-kretsar passerar 200 lager DRAM-leverantörerna Samsung, SK Hynix och Micron förväntas, vid sidan av målet att nå massproduktion, att göra ett större avtryck på smartphone-marknaden (5G, primärt) med LPDDR5. DDR5 uppges vara snabbt (4’800 Mbps) och förbrukar inte särskilt mycket ström. Enligt Trendforce uppskattas DDR5 stå för upp emot 15 procent av leverantörernas output vid slutet på 2022. Här får man en hel del draghjälp av Intel-processorn Alder Lakes DDR5-stöd samt serverplattformen Eagle Stream. Samsung och SK Hynix ska enligt byrån påbörja massproduktion med den EUV-baserade processteknologin 1 alpha nm. Marknadsandelarna beräknas öka kvartalsvis från och med nästa år. Staplande av minneskretsar fortsätter utan några större svårigheter, fortsätter Trendforce. Från att man började massproducera produkter i 176 lager i år tros det ske en övergång till 200 lager och lite till under nästkommande år. Lagringsdensitet kommer dock att ligga kvar på 512 gigabyte/1 terabyte. Marknadsandelen för PCIe Gen4 SSD spås öka med raketfart på konsumentmarknaden för PC-datorer nästa år. På serversidan förväntas SSD-marknaden (enterprise) ha stöd för PCIe Gen 5, vilket ska ske i samband med att Intels Eagle Stream går in i massproduktion. Dataöverföringen uppges här ligga på 32GT/s, medan lagringskapaciteten för produkter på konsumentnivå utökats till 4/8 terabyte för att uppfylla hårda krav från HPC-marknaden. Halvledarindustrin rör sig mot kiselplattor på åtta tum, nya förkapslingsteknologier och utökad produktionskapacitet Utfasningen av förbränningsmotorn på olika håll i världen fram till 2050 är tänkt att dels rappa på försäljningen av elektriska fordon, men ska också öka användandet av kiselkarbid och galliumnitrid. Detta, kombinerat med att applikationerna inom telekom växer snabbt, däribland 5G, har skapat en gynnsam marknad för tredje generationens halvledarindustri, som vittnar om en stark försäljning av substrat på kisel och kiselkarbid. Produktionen och utvecklingen är i dag relativt begränsad hos leverantörerna, skriver Trendforce. För att få en bra så kallad yield sker tillverkningen av plattor av kiselkarbid och galliumnitrid enbart i sex tum. För att få bukt med detta har bland andra Cree, II-VI och Qromis bestämt sig för att utöka sin produktionskapacitet under 2022, kombinerat med att förflytta produktionen på kiselkarbid och galliumnitrid till plattor på åtta tum i hopp om att minska den rådande bristen på halvledarmarknaden. Trendforce skriver att TSMC och VIS övergår till åtta tum för GaN-on-Si. Infineon släpper sina senaste produkter på CoolSiC MOSFET. Slutligen nämns Qorvo, en leverantör med fokus på komponenter för telekommmunikation, som har släppt en ny kapslingsarkutektur för “GaN MMIC copper flip chip” till militära applikationer.