Ngành công nghiệp tấm bán dẫn toàn cầu đang trải qua giai đoạn tái cơ cấu công nghệ và thắt chặt nguồn cung bền vững, do những hạn chế về năng lực trong chu kỳ dài, nhu cầu về AI và chip bộ nhớ tăng cao cũng như những đột phá trong công nghệ sản xuất tấm bán dẫn thế hệ tiếp theo. Là chất nền nền tảng cho tất cả các thiết bị bán dẫn, tấm silicon chiếm ưu thế trong sản xuất chip phổ thông, trong khi tấm wafer dải rộng tiếp tục thu hút được sự chú ý trong các ứng dụng tần số vô tuyến và năng lượng cao cấp. Ngành công nghiệp phải đối mặt với sự mất cân bằng cung-cầu dai dẳng, vì công suất của nhà máy sản xuất tấm bán dẫn mới phải mất nhiều năm để tăng cường, kéo dài chu kỳ thiếu hụt tấm bán dẫn chất lượng cao trên các thị trường toàn cầu.
Những hạn chế về năng lực dài hạn xác định mô hình cung ứng cốt lõi của ngành. Việc mở rộng năng lực sản xuất tấm bán dẫn toàn cầu đòi hỏi chu kỳ xây dựng, lắp đặt thiết bị và xác minh năng suất kéo dài, khiến không thể đáp ứng nhanh chóng nhu cầu thiết bị đầu cuối bùng nổ. Các nhà sản xuất hàng đầu chỉ ra rằng nguồn cung wafer gia tăng sẽ vẫn còn hạn chế trong những năm tới, do năng lực sản xuất không đủ để không thể đáp ứng đầy đủ nhu cầu mạnh mẽ từ chip AI của trung tâm dữ liệu, thiết bị điện tử tiêu dùng và chất bán dẫn ô tô. Các tấm bán dẫn quy trình nâng cao dành cho các nút 2nm đến 5nm duy trì mức sử dụng tối đa công suất, trong khi các tấm bán dẫn quy trình hoàn thiện dành cho chip công nghiệp và ô tô tiếp tục phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt về cấu trúc.
Công nghệ xử lý tấm bán dẫn tiên tiến thúc đẩy nâng cấp công nghiệp và tăng trưởng giá trị. Các công nghệ mới nổi như Mạng phân phối điện mặt sau (BSPDN) đã trở thành giải pháp quan trọng để vượt qua giới hạn vật lý của các quy trình bán dẫn tiên tiến. Bằng cách sắp xếp lại định tuyến nguồn đến mặt sau của tấm bán dẫn và sử dụng cấu trúc xuyên silicon ở quy mô nano, công nghệ này cải thiện hiệu quả hiệu suất sử dụng năng lượng của chip và hiệu suất truyền tín hiệu, hỗ trợ sản xuất hàng loạt chip tiên tiến siêu thu nhỏ. Ngoài ra, công nghệ làm mỏng tấm bán dẫn siêu mỏng, làm phẳng bề mặt chính xác và tích hợp tấm bán dẫn không đồng nhất được tối ưu hóa rộng rãi để thích ứng với các yêu cầu về đóng gói mật độ cao và lặp lại chip hiệu suất cao.
Các phân khúc điện toán bộ nhớ và trí tuệ nhân tạo đóng vai trò là trụ cột nhu cầu chính cho việc tiêu thụ wafer. Các nhà khai thác trung tâm dữ liệu toàn cầu tiếp tục mở rộng cơ sở hạ tầng điện toán AI, tạo ra nhu cầu mạnh mẽ và ổn định về các tấm bán dẫn đường kính lớn 300mm có độ tinh khiết cao được sử dụng trong các chip gia tốc và logic cao cấp. Trong khi đó, thị trường bán dẫn bộ nhớ vẫn duy trì nguồn cung khan hiếm, với việc các nhà sản xuất bộ lưu trữ hàng đầu đảm bảo các thỏa thuận cung cấp tấm bán dẫn dài hạn để có đủ nguyên liệu sản xuất. Sự phát triển không ngừng của điện toán biên, thiết bị đầu cuối thông minh và hệ thống điện tử ô tô càng củng cố thêm nhu cầu thị trường wafer đa cấp và đa cấp.
Tấm bán dẫn có dải rộng mở ra con đường tăng trưởng cao mới cho ngành. Tấm silicon cacbua và gallium nitride đã trở thành vật liệu cốt lõi cho phương tiện sử dụng năng lượng mới, sản xuất năng lượng quang điện, nguồn điện tần số cao công nghiệp và thiết bị liên lạc 5G. So với các tấm bán dẫn dựa trên silicon truyền thống, các tấm bán dẫn thế hệ thứ ba có điện trở cao hơn, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và ổn định nhiệt độ cao tốt hơn, hoàn toàn phù hợp với xu hướng phát triển về bảo tồn năng lượng, hiệu suất cao và thu nhỏ của thiết bị điện tử công suất hiện đại. Những đột phá công nghệ liên tục trong sản xuất chất nền và cải thiện năng suất đã thúc đẩy việc giảm dần chi phí và ứng dụng thương mại quy mô lớn của các tấm bán dẫn có dải rộng.
Bố cục chuỗi cung ứng toàn cầu thể hiện xu hướng phát triển đa dạng và không thích rủi ro. Trong bối cảnh tái cơ cấu chuỗi công nghiệp toàn cầu, các nhà sản xuất tấm wafer trên toàn thế giới đang thúc đẩy triển khai năng lực nội địa hóa để giảm thiểu rủi ro nguồn cung trong khu vực. Các công ty quốc tế hàng đầu duy trì lợi thế tuyệt đối về các tấm bán dẫn đường kính lớn cao cấp và các sản phẩm hỗ trợ quy trình tiên tiến, trong khi các nhà cung cấp trong khu vực đang tăng tốc bắt kịp công nghệ và xây dựng năng lực ở các phân khúc bán dẫn đã trưởng thành và trung cấp. Ngành này đang dần chuyển từ mô hình cung ứng tập trung cao độ sang mô hình thị trường đa cực và cân bằng hơn.
Tiêu chuẩn năng suất và chất lượng nghiêm ngặt nâng cao ngưỡng gia nhập ngành. Sản xuất chất bán dẫn hiện đại đặt ra các yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về độ sạch bề mặt wafer, kiểm soát khuyết tật tinh thể, tính đồng nhất về kích thước và độ ổn định của thông số điện. Hệ thống phát hiện thông minh tiên tiến và cơ chế quản lý chất lượng toàn bộ quy trình đã được phổ biến trong dây chuyền sản xuất tấm bán dẫn, loại bỏ các sản phẩm lỗi không đáp ứng các tiêu chuẩn chế tạo cao cấp. Cạnh tranh trong ngành đã chuyển từ mở rộng công suất đơn giản sang cạnh tranh toàn diện về nghiên cứu công nghệ, kiểm soát năng suất và khả năng sản xuất hàng loạt ổn định.
Nhìn chung, ngành công nghiệp wafer bán dẫn toàn cầu sẽ duy trì nguồn cung khan hiếm và xu hướng phát triển có giá trị cao. Với sự lặp lại liên tục của các quy trình chip tiên tiến, sự phổ biến quy mô lớn của chất bán dẫn thế hệ thứ ba và sự thịnh vượng bền vững của AI và các ngành công nghiệp điện tử năng lượng mới, nhu cầu thị trường về các tấm bán dẫn hiệu suất cao, độ chính xác cao và mục đích đặc biệt sẽ tiếp tục tăng. Những doanh nghiệp có rào cản công nghệ cốt lõi, công suất đầu ra ổn định và bố cục sản phẩm đa dạng sẽ chiếm vị trí thống lĩnh trong cuộc cạnh tranh chuỗi công nghiệp bán dẫn toàn cầu.
Linh kiện quang học, lăng kính, wafer, ZBK
ALIGHT-PHOTONICS