Utgifterna för halvledarutrustning ökar för logik och minne med högre densitet

SEMI, den ledande internationella halvledarhandelsorganisationen höll sin Semicon-konferens i San Francisco i juli. SEMI förutspår en betydande tillväxt i efterfrågan på halvledarutrustning 2022 och leder in i 2023 för att möta efterfrågan på nya applikationer och brist på befintliga produkter, såsom bilar. Vi tittar också på en del utvecklingar för att göra mindre utvalda halvledare med EUV.

SEMI släppte ett pressmeddelande från sin Mid-Year Total Semiconductor Equipment Forecast under Semicon, om tillståndet för halvledarutrustningsutgifter och prognoser för 2023. SEMI sa att den globala försäljningen av den totala halvledartillverkningsutrustningen från tillverkare av originalutrustning förväntas nå rekordstora 117.5 USD miljarder 2022, stigande 14.7 % från det tidigare högsta branschen på 102.5 miljarder USD 2021, och öka till 120.8 miljarder USD 2023. Figuren nedan visar den senaste historien och prognoser fram till 2023 för försäljning av halvledarutrustning.

Utgifterna för waferfab-utrustning beräknas öka med 15.4 % 2022 till ett nytt industrirekord på 101 miljarder dollar 2022 med en ytterligare ökning på 3.2 % under 2023 till 104.3 miljarder dollar. Figuren nedan visar SEMI:s uppskattningar och prognoser för utrustningsutgifter per halvledarapplikation.

SEMI säger att "Driven av efterfrågan på både ledande och mogna processnoder, förväntas gjuteri- och logiksegmenten öka med 20.6 % år över år till 55.2 miljarder USD 2022 och ytterligare 7.9 %, till 59.5 miljarder USD, 2023 . De två segmenten står för mer än hälften av den totala försäljningen av waferfab-utrustning.”

Utgåvan fortsätter med att säga att "En stark efterfrågan på minne och lagring fortsätter att bidra till utgifterna för DRAM och NAND-utrustning i år. DRAM-utrustningssegmentet leder expansionen 2022 med en förväntad tillväxt på 8 % till 17.1 miljarder USD. NAND-utrustningsmarknaden förväntas växa med 6.8 ​​% till 21.1 miljarder USD i år. Utgifterna för DRAM- och NAND-utrustning förväntas falla med 7.7 % respektive 2.4 % under 2023.”

Taiwan, Kina och Korea är de största utrustningsköparna 2022 med Taiwan som förväntas vara den ledande köparen, följt av Kina och Korea.

Att göra mindre funktioner har varit en kontinuerlig drivkraft för halvledarenheter med högre densitet sedan introduktionen av integrerade kretsar. Sessioner på Semicon 2022 undersökte hur litografiska krympningar och andra tillvägagångssätt, såsom heterogen integration med 3D-strukturer och chiplets, kommer att tillåta fortsatta ökningar av enhetstäthet och funktionalitet.

Under Semicon Lam Research tillkännagav ett samarbete med ledande kemikalieleverantörer, Entegris och Gelest (ett Mitsubishi Chemical Group-företag), för att skapa prekursorkemikalier för Lams torra fotoresistteknologi för extrem ultraviolett (EUV) litografi. EUV, särskilt nästa generation av EUV med hög numerisk apertur (NA), är en nyckelteknologi för att driva halvledarskalning, vilket möjliggör funktioner som är mindre än 1nm under de närmaste åren.

I ett föredrag av David Fried, VP från Lam, visade att torra (som består av små metallorganiska enheter) kontra våta resist kan ge högre upplösning, ett bredare processfönster och högre renhet. Dry resists för samma stråldos, visar mindre linjekollaps och därmed generering av defekter. Dessutom resulterar torrresistanvändning i en 5-10X minskning av avfall och kostnader och en 2X minskning av den effekt som krävs per waferpassage.

Michael Lercel, från ASML, sa att hög numerisk bländare (0.33 NA) nu är i produktion för logik och DRAM som visas nedan. Övergången till EUV minskar den extra processtiden och slöseriet från flera mönster för att uppnå finare egenskaper.

Bilden visar ASML:s EUV-produktfärdplan och ger en uppfattning om storleken på nästa generations EUV-litografiutrustning.

SEMI förutspådde en robust efterfrågan på halvledarutrustning 2022 och 2023 för att möta efterfrågan och minska bristen på kritiska komponenter. EUV-utvecklingen på LAM, ASML kommer att driva halvledarfunktioner storlekar under 3nm. Chiplets, 3D-stackar och övergången till heterogen integration kommer att hjälpa till att driva tätare och mer funktionella halvledarenheter.