集微網消息, 國際半導體產業協會(SEMI)4月9日公布, 經過數年的持續增長, 全球半導體光罩(photomask)市場在2017年飆升13% , 創曆史新高達37.5億美元, 預計2019年將超過40億美元. 根據SEMI報告, 2018年和2019年光罩市場預計分別增長5% 和4% . 關鍵光罩市場驅動因素仍然是先進工藝節點 (小於45納米) 和亞太地區半導體製造業的成長. 中國台灣地區連續第七年再次成為最大的光罩市場, 並預計在預測期間仍將保持首位. 韓國排名上升至第二位.
2017年, 37.5億美元的光罩銷售額佔總晶圓製造材料市場總量的13% , 僅次於矽和半導體氣體. 2003年光罩市場佔總晶圓製造材料市場總量的18% . 報告中強調的另一個趨勢是專制光罩廠(Captive mask shops)的重要性與日俱增. 專制光罩廠在2011年和2012年強勢的資本支出影響下贏得了市場份額, 2016年佔總光罩市場63%, 2013年專制光罩廠僅佔總光罩市場的31%.
2.全球半導體設備2017銷售創新高, 韓國超台灣奪冠;
集微網消息, 國際半導體產業協會 (SEMI) 公布最新全球半導體設備市場統計報告顯示, 2017年全球半導體設備銷售額達566.2億美元, 創曆史新高, 年增幅度達37% , 且韓國超越台灣地區, 首次成為全球最大半導體新設備市場.
資料顯示, 2016年韓國在全球半導體設備銷售市場中, 以76.9億美元排名第二, 台灣則以122.3億美元居冠. 不過到2017年時, 韓國半導體設備相關銷售金額大增133% , 達179.5億美元, 排名第一, 台灣則以114.9億美元居次, 銷售金額年減約6% .
針對全球半導體設備銷售, SEMI指出, 韓國, 歐洲, 中國大陸, 日本及北美等區域的年平均支出率增加, 而台灣及東南亞為主的其他地區則呈萎縮態勢. 大陸市場以27%的成長率, 連續兩年位居全球第三, 銷售金額為82.3億美元, 日本及美國位居第四及第五.
SEMI表示, 若以產品類別來看, 前段半導體設備銷售增長40%, 晶圓代工設備增長36%, 封裝領域設備則增長29%, 而測試相關設備增長27%.
SEMI預估, 2018年半導體設備支出金額將持續成長, 其中韓國將維持為全球最大設備支出市場, 而大陸也將維持為最高成長幅度的市場, 包括晶圓代工, 3D NAND及DRAM等, 均為主要支出動力. 2018年中國大陸半導體設備銷售額成長幅度最大, 將達49.3%, 金額達113億美元. 2018年, 韓國, 中國大陸及台灣地區預料將穩坐前三大市場, 韓國將繼續蟬聯第一達到169億美元. 大陸將躍居第二大市場達到113億美元, 台灣則有接近113億美元的水準.
SEMI先前已指出, 2017年半導體產業表現亮眼, 在營收, 設備及矽晶圓出貨金額等方面, 都創下曆史新高. 在物聯網, 5G, 車用電子, AR/ VR, 以及人工智慧等應用領域帶動下, 預期半導體成長態勢可望一路延續至2025年.
3.7nm大戰! 台積電拿華為海思大單 三星提前半年完成搶高通;
在10 納米製程的節點上, 雖然台積電獨享蘋果A 系列處理器大單, 還有聯發科及華為海思的訂單加持, 但是競爭對手三星也同樣拿下高通8 系列高階處理器大單. 因此, 在彼此互有勝出的情況下, 將戰線延展到7 納米製程的節點上. 根據外媒報導指出, 在台積電方面, 華為海思的麒麟980 處理器將在本季正式量產, 採用的正是台積電的7 納米製程技術. 而三星則努力追趕台積電的腳步, 也已經提前半年時間完成7 納米製程的研發工作, 將在2018 年下半年開始, 以7 納米製程量產高通驍龍855 和三星Exynos 9820 處理器.
根據報導指出, 華為海思麒麟980 處理器將於本季正式量產, 並且由台積電的7 納米製程技術生產. 而在第一季台積電的7 納米製程技術已經開始投產使用的情況下, 華為海思的麒麟980 處理器的提前量產也是在預料之中.
報導進一步指出, 目前對於華為海思麒麟980 處理器的資料並不多, 除了將以台積電的7 納米製程技術生產之外, 海思麒麟980 處理器可能還將會搭載ARM 最新的A75 架構, 同時GPU 也可能將使用自行研發的架構. 至於, 用於AI 人工智慧的NPU 神經網路單元, 預計也將進化至第二代.
事實上, 華為和台積電一直合作緊密, 雙方從28 納米製程開始就攜手合作. 之後在16 納米, 10 納米, 7 納米等製程節點上一路延續下來. 過去, 麒麟970 首發採用台積電10 納米製程, 如今的麒麟980 則再首批以台積電7 納米製程生產. 而未來, 海思麒麟980 處理器將會在2018 年第3 季發表後, 搭載在華為Mate 系列手機上首發.
面對台積電在7 納米製程節點上的全面覆蓋, 競爭對手三星也試圖的要尋找突破點. 根據南韓媒體《SEDaily》 報導, 目前三星已經提前6 個月完成了7 納米製程技術的研發工作, 該製程技術將用於下一代旗艦手機處理器上, 包括高通驍龍855 和三星Exynos 9820 等.
報導指出, 三星電子已經完成了7 納米製程技術的開發, 並且在這一製程技術中使用了極紫外線曝光設備 (EUV) . 最初, 該公司預計7 納米製程技術的開發將在2018 年下半年完成, 但是, 未來追趕台積電的腳步, 現在已經提前半年完成. 有消息指出, 高通正準備向三星發送其新移動晶片樣品.
報導中還進一步表示, 三星半導體部門的官員指出, 目前參與7 納米製程技術開發的三星相關人員已完成使命, 並轉向開發5 納米製程技術上, 而且他們也已經向高通等客戶分享了樣品生產所需的設計資料庫. 因為, 之前有消息指出, 三星已經在開發下一代旗艦級移動處理器, 而且已經定名為Exynos 9820. 未來該款移動處理器也將採用三星的7 納米製程技術, 並且將搭載在2018 年發表的旗艦型手機Galaxy S10 上. TechNews
4.EUV缺陷為晶片前景蒙上陰影;
極紫外光微影(EUV)技術據稱將在5納米(nm)節點時出現隨機缺陷. 根據研究人員指出, 目前他們正採取一系列的技術來消除這些缺陷, 不過, 截至目前為止, 還沒有找到有效的解決方案.
這項消息傳出之際, 正值格芯(Globalfoundries), 三星(Samsung)和台積電(TSMC)競相為明年的7nm生產升級其EUV系統至具有高可用性的250W光源. 如今, 這些隨機缺陷的出現顯示, 針對半導體製造日益增加的成本和複雜性, 並不存在任何解決問題的靈丹妙藥.
比利時Imec研究機構的圖形專家Greg McIntyre在日前於美國加州舉辦的國際光學工程學會先進微影技術會議(SPIE Advanced Lithography)上表示, 最新的EUV掃描器可以印製出代工廠為7nm所計劃的20nm及更大尺寸之關鍵規格. 然而, 他們在製作精細線條和電洞的能力還不明確.
像McIntyre這樣的樂觀主義者認為, 針對這種所謂的 '隨機效應' 很快地就會出現一連串的解決方案. 但一些懷疑論者則認為這樣的結果只是多了一個讓人更加質疑EUV系統的理由——價格昂貴且延遲已久的EUV系統是否真的能成為晶片製造商的主流工具?
前英特爾(Intel)微影技術專家Yan Borodovsky預期, 業界工程師應該能夠使用EUV步進機進行2-3次曝光, 打造出5nm或甚至是3nm元件. 但他在此次活動的主題演講時也指出, 隨著晶片缺陷的不斷上升, 最終將迫使工程師們採用新的容錯處理器架構, 例如神經網路.
最近的缺陷突然出現在15nm左右的關鍵尺寸上, 而這是針對2020年代工製程製造5nm晶片所需的技術節點. EUV製造商ASML在去年的活動中提及, 該公司正在準備可印製更精細幾何尺寸的下一代EUV系統, 但這些系統要到2024年之後才會推出.
隨機缺陷有多種形式. 有些是造成不完美的電洞; 有些則是線狀裂縫, 或者是在兩線和兩電洞之間形成短路. 由於這些缺陷尺寸過於微小, 研究人員有時得花幾天時間才能找到.
McIntyre描述發現和消除錯誤時會遇到的挑戰. 例如, 一些研究人員提出了衡量線條粗糙度的標準方法, 這正是了解缺陷的關鍵之一.
另一個問題是, 目前還不清楚光阻劑材料碰到EUV光源時會發生什麼變化. McIntyre指出, '現在還不知道有多少電子產生, 以及會創造出什麼化學物質……我們對於物理學還不是完全地了解, 所以正在進行更多的實驗. ' 他指出研究人員已經測試多達350種光阻劑和製程步驟的組合了.
良率在7nm/5nm備受關注
'製造業將會因為良率降低而受到重大的打擊……如果我得為此負責, 那麼我要說是時候退休了, ' 一位退休的微影技術專家在有關5nm缺陷的討論會上說道.
來自Globalfoundries的技術專家則在另一場專題演講中發表更加樂觀但相對理智的看法. Globalfoundries研究副總裁George Gomba在回顧致力於EUV近30年的曆程時說道: '這是一項艱钜的任務, 而且接下來還有更多工作要做. '
當今的NXE 3400系統 '不符合我們期望的一些發展藍圖要求, 所以[在7nm時]仍然存在一些不確定性. 如果不提高生產力和可用性, 我們可能難以發揮EUV的最大價值. '
Gomba指出, 5nm時的隨機缺陷包括細微的3D斷裂和撕裂, 例如線條上的缺口等. 他還呼籲在所謂光化系統上進行更多的工作, 以便微影技術人員在採用光罩護膜覆蓋之前檢測EUV光罩.
'為了充份利用EUV, 我們將需要光化檢測系統, 儘管仍在開發中, 但它可以輔助目前已經可用的電子束(e-beam)光罩檢測系統. '
Borodovsky在採訪中表示, 另一個可能導致5nm缺陷的因素是現有的EUV光阻劑材料缺乏均勻度. 此外, 他還表示支援直接電子束寫入, 因為EUV使用的複雜相移光罩最終將膨脹至目前浸潤式光罩價格的8倍.
由Lam Research創辦人David Lam成立的公司Multibeam最近為其電子束技術獲得了3,500萬美元的政府資金. 他希望在2年半內打造一套能應用於立基市場的商用系統, 但適於大量生產的版本還需要更長的時間.
Borodovsky表示, 到了2024年, 缺陷可能變得非常普遍, 以至於傳統的處理器將無法以先進位程製造. 使用記憶體陣列與內建嵌入式運算元件的實驗晶片可能具有更高的容錯能力, 例如IBM的True North晶片, 以及惠普實驗室(HP Labs)以憶阻器打造的成果.
(參考原文: EUV Defects Cited in 5-nm Node, by Rick Merritt)
5.2022年互聯汽車將達1.25億輛, 5G汽車最快2020年上市;
集微網消息 (編譯/丹陽) 截至2017年, 通用, 寶馬, 奧迪和梅賽德斯平治將領導全球互聯汽車市場. 隨著歐盟的eCall授權和在中國的普及, 市場預計將獲得重大推動. 根據Counterpoint最新研究數據顯示, 到2022年, 全球互聯網汽車市場預計將增長270%, 將有超過1.25億輛互聯網汽車相繼在2018-2022年期間出貨. 這個數值還僅僅是約數, 就單位數量而言, 市場將主要由歐盟(EU)的eCall授權, 以及中國普及率提升推動. 在歐洲, 主要的汽車消費經濟體如德國, 英國和法國將成為推動市場發展的主力軍.
物聯網與移動高級分析師Hanish Bhatia評論這一現象時指出, 就整體滲透率而言, 在2017年銷售的嵌入式連接的總出貨量中, 德國, 英國, 美國目前在市場上佔據主導地位. 歐洲的eCall授權預計將改變歐洲各國的市場動態. eCall在歐洲的試用情況預計也將波及其他區域, 從而催化整個汽車連接生態系統.
針對連接技術, Neil Shah研究主管表示, 截至目前為止市場更多是基於2 G/ 3 G網路, 然而目前已經趨向於向4G LTE連接發展, 我們預計90%的4G LTE網路將在2022年有望連接到乘用車. 此外, 我們預計從2020年起, 汽車的5G網路連接將會啟動. 汽車上的自動駕駛技術水平的進步, 也將決定在2022年以後, 4G或5G在汽車中的普及情況. 此外, 曾經承諾降低延遲的5G NR(獨立或SA)模式的推出也對未來十年的自動駕駛汽車商業化的拐點至關重要.
2017年互連汽車市場, 中國和美國佔總出貨量的近45%. 僅中國就佔了中國出口的32%. 這主要是由於中國的乘用車市場規模顯著擴大. 在歐洲, 包括德國, 英國, 法國和其他一些主要經濟體預計到2020年將接近100%的聯網汽車普及率, 由於eCall的授權, 他們將在早期採用啟動方式.
6.IoT市場太零散 很難賺到錢?
根據一份有關低功耗廣域(LPWA)網路的調查報告顯示, 物聯網(IoT)的成長前景看好, 但由於市場零散的本質, 使其難以取得投資報酬率(ROI).
市場研究公司ON World Inc.的研究總監Mareca Hatler說: '這不僅僅是一款像智能手機這樣的產品, 而是指數百種不同的產品, 其訣竅就在於創造足夠的產品以滿足市場需求. '
Mareca Hatler預計, 在2022年以前, LPWA系統和服務的營收將達到560億美元的規模. 不過, 這一市場十分零散, 使用者分別處於不同的探索或部署階段, 光是LPWA網路就有40餘種獨特的IoT應用.
根據ON World的最新報告, 在未來幾年, LTE的窄頻-物聯網(NB-IoT)版本和900MHz LoRa網路將在LPWA網路扮演主要角色. LPWA網路的主要競爭對手之一——Sigfox, 則將緊隨其後, 部份原因在於某些獨特設計的需求.
她說: 'Sigfox擁有數百萬的用戶裝置, 但其挑戰在於必須獲得足夠的裝置以滿足需求——這就是產品可用性問題. '
必須為物聯網部署進行客制化設計的問題, 是所有供應商面對的挑戰. 但有些廠商的感受較其他家更深刻.
Hatler說: 'LoRa的優勢之一在於擁有一個提供更多產品的更大規模生態系統. 目前市場上已經有幾十種LoRa模組和閘道器了, 但Sigfox還只有少數幾款產品. '
行動營運商推動NB-IoT崛起
當今約有三分之二的LPWA網路營運商都是未經授權的, 例如LoRa和Sigfox, 但是, 行動營運商都在加速擴展其NB-IoT計劃. 因此, OnWorld預測, 在2025年前將部署約13億LPWA節點, 其中, NB-IoT將佔據一半的市場.
'在未來5到7年, NB-IoT將更具有優勢. 問題只在於它將會多快發生. 網路營運商的規模如此之大, 可望提供具有顛覆性的定價. ' Hatler並指出, 德國電信(Deutsche Telecom)計劃只為每個NB-IoT節點收費12美元.
她說, 營運商將推動廣泛的可用性和價格. 此外, 他們還可以提供高品質的服務, 以及比免授權的LPWA網路更多5倍頻寬.
中國的電信營運商很快地躍入NB-IoT領域. 美國營運商則選擇先推出更高頻寬的LTE-M, 因為它只需要為其LTE網路進行軟體升級即可. 但過去幾個月來, 他們已經宣布有關NB-IoT的積極計划了, 開始要求營運商加裝一些新的硬體.
她說: '營運商並未提到任何有關NB-IoT升級的成本, 但目前已經著手進行製造了——有些業者甚至還可支援LoRa作為補強, 讓用戶擁有自己的專用網路. '
LoRa的其他優點還包括它是一種開放的規格, 擁有相對更多的支援者. 此外, 它還支援資產追蹤, 可在大約100公尺範圍內定位裝置, 而無需使用GPS.
她說, 所有的LPWA網路將日益與現有的藍芽(Bluetooth), Wi-Fi和Zigbee網路展開競爭, 尤其是在諸如計量和智慧建築之類的用途中. 儘管LPWA的頻寬較低, 但通常支援更長的範圍和電池續航時間.
Hatler說: 'NB-IoT可以從現有的無線網狀(mesh)網路中分得一杯羹. 預計這個市場將會相當大, 足以支援各種廣泛的使用者和應用, 但我們也將看到越來越多針鋒相對的激烈競爭. '
編譯: Susan Hong