类别: Semiconductors
发表 2024年4月16日

半导体行业处于技术创新的前沿,为我们日常生活中不可或缺的设备提供助力。 在与 TRUMPF 半导体解决方案中心主管 Felix Reichenbach 的精彩对话中,我们将深入了解半导体行业在当今不断变化的市场中面临的复杂挑战。 TRUMPF 深耕半导体行业,专门生产工艺电源设备,特别是对于在半导体应用中运行等离子体腔至关重要的电源。

Reichenbach 对半导体制造商面临的多方面挑战,以及这些挑战带来的全球影响有着细致入微的看法。

半导体行业面临的挑战

1. 政治局势:

CaptionFelix Reichenbach, Head of Solution Center Semiconductor, TRUMPF.Reichenbach 强调了政治局势的重大影响,特别是中美地缘政治紧张局势带来的不确定性。

“从我们的角度来看,政治局势是一个巨大的挑战和不确定性,特别是美国和中国之间的政治局势。 如果冲突加剧,将对西方市场造成影响。 这将导致设备制造商、供应商和最终用户出现不受控制的中断。”

2. 扩展能力:

“如果中国大陆和台湾地区爆发冲突,半导体行业发展将陷入停滞。 目前,三分之二的尖端 10 纳米以下芯片由台湾地区的台积电公司生产。 如果发生这种情况,我们将失去超过 60% 的手机芯片或高性能芯片。”

3. 供应链中断:

Reichenbach 反思了疫情大流行期间面临的挑战,讨论了贸易中断可能导致的供应链中断。

“过去三年,商品短缺不是政治原因造成的,而是全球疫情造成的。 这就造成了缺货成本,甚至是缺货恐惧,导致很多客户下单。 如果对中国实施任何贸易制裁,未来可能会出现类似的情况。”

4. 物资短缺:

虽然目前材料短缺的情况有所缓解,但 Reichenbach 指出,随着市场的回暖,短缺情况可能会再次出现。

“随着这种情况明显改善,物资短缺的情况会有所缓解。 然而,对半导体芯片的需求和对晶圆制造设备的需求均已放缓。 如果市场复苏,我们可能会面临分配问题,并再次经历更严重的材料短缺。”

5. 不断发展的技术:

Reichenbach 从两个不同的角度深入研究了尖端技术与成熟技术节点,以及跟上技术发展步伐所面临的挑战。

“尖端技术只是冰山一角,很少有公司有能力轻松地应用它。 台积电、三星和英特尔仍然是该领域的技术领导者。 然而,大多数公司仍在使用大于 20 纳米的成熟技术节点。 这两个技术领域是完全不同的。”

“各种应用的要求和规格变得越来越严格。 然而,许多应用(例如汽车和电信)依赖于成熟的节点。 而最新技术主要用于 AI 等高性能计算应用领域。”

6. 可持续发展:

Reichenbach 强调了该行业在可持续发展方面的作用,并讨论了减少碳足迹的趋势。

“半导体行业在可持续发展活动中发挥着至关重要的作用。 减少碳足迹的唯一可行解决方案是尽可能消除化石燃料,转向电气化过程。 然而,这种向电气化的转变需要大量半导体。”

“该行业仍然存在某些燃气动力工艺,特别是在废气处理方面。 一些公司已经在尽可能更换燃气燃烧器,尽管这需要巨额投资,但最终将成为一项商业决策。”

7. 技术工人:

Reichenbach 探讨了确保使用熟练劳动力面临的持续挑战,并指出了地区差异。

“与其他地区,尤其是亚洲相比,由于人口状况,在欧洲建立半导体晶圆厂将面临更大的挑战。 缺乏熟练的劳动力是一个主要问题,尽管这还取决于您正在考虑的具体地区情况。 在印度和中国等国家/地区,这不是什么问题。”

8. 全球竞争:

半导体市场竞争激烈,Reichenbach 提供了相关看法。

“在全球范围内,竞争一直很激烈,因此市场在很大程度上得到了巩固。 对于新参与者来说,进入该市场并与五大参与者展开竞争将具有挑战性。”

“在过去的几年里,我们看到部件的生产和设计之间的差异越来越大,因为公司只专注于一种技能。 设计和制造是两种独立的技能,这种趋势未来可能会变得更加明显。”

9. 研发 (R&D):

Reichenbach 指出了接近纳米结构和芯片堆叠结构极限所面临的挑战。

随着结构接近其尺寸极限,该行业面临着重大挑战。

“随着结构接近其尺寸极限,该行业面临着重大挑战。 克服单纳米结构挑战变得越来越困难。 将结构缩小到小于两纳米或三纳米具有挑战性;需要新的方法和设计来实现这一目标。 当我们在结构尺寸上接近单原子水平(这是目前的极限)时,需要以不同的方式增加芯片上存储信息的密度。”

“目前的趋势是将不同的芯片相互堆叠,从而在相同的占用面积上增加密度。 这与 10 年前从 2D 到 3D 内存结构的转变类似。 在逻辑方面,高性能计算芯片在一个芯片上堆叠成更多芯片组。 这是未来几年的发展方向。”

“未来,可能会使用金刚石基材料代替硅。 然而,目前这样做成本太高,在经济上不可行,而且这种转变将需要数年甚至数十年的时间。”

展望未来

尽管半导体行业面临挑战,Reichenbach 预计在不久的将来仍会出现增长。

“预计明年下半年,在 AI 芯片需求增加、数字化加速发展以及内存市场复苏的推动下,该市场将呈现上升趋势。 正如疫情期间所见,对各种芯片的需求可能会激增,而企业进行风险购买可能会导致芯片短缺。”

“此外,电动汽车行业对芯片的需求也会增加。 随着将化石燃料转换为电力的势头日益强劲,汽车行业将进一步推动这种需求的增长。”Reichenbach 总结道。