将工厂工具持续繁荣周期?

工厂设备支出有望创纪录的一年,2017年和现在看来势头可能会持续到2018年。

工厂工具厂商发现自己处于一个意想不到的繁荣周期在2017年,由于巨大的对设备的需求3 d与非一个较小的程度上,动态随机存取记忆体。然而在逻辑/铸造业务,2017年设备需求相对温和。

2018年,设备需求看起来强劲,尽管该行业将难以超越2017年的创纪录的增长数据。事实上,基于当前的预测,集成电路设备市场预计将降温,2018年看到更多正常的增长模式。

总的来说,半导体设备市场预计将在2017年达到704亿美元,比2016年增长30.6%,根据VLSI研究。2018年,集成电路设备市场预计将达到735亿美元,比2017年增长4.4%,根据VLSI研究。

图1:半导体设备市场的增长。数据来源:超大规模集成研究

当然,预测可能会改变,因为有很多因素会影响工厂工具领域。和之前一样,经济因素和政治问题领域扮演着重要的角色。

不过,工厂工具厂商是乐观的。“我们预计2018年另一个强劲增长WFE(晶圆工厂设备)市场,因为有一个更广泛的司机比过去的需求,”阿瑟·谢尔曼说,市场营销和业务发展副总裁应用材料。“硅含量在智能手机和其他移动设备增加供应商添加更多的功能。分层的基础上,一些新兴趋势等物联网大数据,人工智能和智能车辆需求创建更大的计算能力和存储容量扩张。”

可以肯定的是,有几个工厂设备的增长引擎。这里有一些关键市场,将影响设备的支出在2018年及以后:

•一些芯片制造商从16 nm / 14 nm迁移到10 nm / 7纳米逻辑节点在2018年,此举可能启动设备铸造/逻辑领域的需求。
•3 d NAND将继续在2018年是一个很大的驱动设备。仅在3 d NAND,三星的资本支出的支出在140亿年将达到惊人的2017美元,根据IC的见解。总的来说,三星的2017年资本支出260亿美元,包括3 d NAND, DRAM(70亿美元)和铸造(50亿美元)。
•中国仍然是一个活动的温床工厂设备支出,跨国和国内芯片制造商正在建造新工厂。
•极端紫外线(EUV)光刻预计将接近2018年生产,但是传统的光刻与多个模式为设备制造商仍将是一个大企业。
•200 mm晶圆厂产能将在2018年仍然紧张,促使200 mm设备的必要性。但和之前一样,200毫米的工具将会很难找到。

更多的数量
是积极的迹象。引用内存的繁荣,世界半导体贸易统计(wst)集团预测,IC市场在2017年将达到4090亿美元,比2016年增长20.6%。2018年,集成电路产业将达到4370亿美元,比2017年增长7%,根据wst。

铸造业务也是稳定的。总的来说,铸造行业预计将在2017年增长7%,根据塞巴斯蒂安·侯,里昂证券的分析师。2018年,铸造业务预计将增长6%至7%,侯说。

在设备部门,与此同时,预测是一个移动的标靶。在2016年末,例如,许多人预计,晶圆工厂设备(WFE)市场将从335亿美元到340亿年的2017美元,比2016年增长约5%。

预测是错误的。由于3 d NAND闪存设备支出激增,WFE市场已超过预期。“WFE目标将在2017年超过450亿美元,代表比去年增加约20%至25%,”说Oreste Donzella,全球客户解决方案的高级副总裁兼首席营销官KLA-Tencor。

但是动量延伸到2018吗?迄今为止,照片看起来坚实的需求,但是供应商持谨慎乐观态度,看到个位数增长,至少现在是这样。“我们预计2018年WFE一夜成长的数字比例与2017年相比,“Donzella说。

在不同的预测,半项目设备2017年销售额达559亿美元,比2016年增长35.6%。2018年,设备市场将达到601亿美元,比2016年增长7.5%,根据半。

图2:年终设备预测。来源:半

WFE需求固体看着对面的三个主要增长动力工厂工具vendors-DRAM NAND和铸造/逻辑。“市场特别是内存(DRAM和3 d NAND)正在经历非常强劲的收入增长和生成的大部分预期明年WFE增加,“Donzella说。

DRAM的司机是智能手机和服务器。固态硬盘(ssd)和智能手机正在推动对NAND闪存的需求。和供应商的fpga和处理器将跳上10 nm / 7海里。

还有其他的司机。“我们一开始的一个令人难以置信的计算转换——机器学习和人工智能功能添加到范围广泛的设备和服务——从翻译和语音识别到自动驾驶汽车的革命,”应用的谢尔曼说。“这音调变化有可能改变未来几十年我们的经济。供电的变化将新的计算平台和添加许多现有的产品,服务和商业模式。这将进一步推动新数据生成、计算和存储需求”。

所以会出现什么问题呢?“总有高级宏观经济影响会影响电子产品支出,但也有一些强大的趋势现在我们思考更多关于稳定和好处,”谢尔曼说。

其他人也同意。“这背后的深层学习技术将影响半导体设计和制造的世界,它将影响到所有的企业在未来三至十年。准确模拟是将创建庞大的数据需要训练一个深度学习引擎。虽然从工厂实际数据检验和SEM图像等将作为训练数据,它是基于仿真的处理大量不同的数据的所有条件都可以自动生成作为学习平台,“说,首席执行官d2。

晶片,面具/平的趋势
在市场上得到一个脉冲的一种方法是看图片的两个关键构件的需求sector-silicon光掩模和硅片。

多年来,硅片市场饱受供过于求和低迷的价格。但在2017年的强劲需求,硅片市场走向平衡的状态。最近有些供应商提高了价格。

总的来说,硅片出货量预计将在2018年达到118.14亿平方英寸,比2017年增长3.2%,根据半。相比之下,2017年增长8.2%,根据半。

图3:硅片出货量预测。来源:半

在光掩模与此同时,市场一直持平。面具卷仍然巨大,但有更少的尖端先进节点光掩模。和面具的价格不断的压力下。

总的来说,光掩模市场2016年的销售额是33.2亿美元,比2015年增长了2%,根据半。面具市场预计在2017年和2018年增长4%和3%,分别。

在高级节点,光掩模制作变得更加复杂和困难。有一些挑战,但主要问题是长时间使用今天的单光束模式一个面具eBeam系统。因此,对于复杂的面具,行业已经开始接受一个新类多波束eBeam光刻在面具商店系统。这些系统使用成千上万的微小beamlets来加快写时间复杂的面具。

IMS奈米制造,英特尔公司的子公司,航运市场的多波束面具的作家。竞争对手NuFlare也是运输类似的系统。

2018年,多波束面具作家在面具商店将更广泛地使用。“无论对于复杂的教师逆光刻技术)193年我光刻的多个模式,模式或EUV掩,很快就会有30 nm sub-resolution帮助功能,多波束面具一边写作是需要尖端,“d2”》说。

面具使息息相关光刻技术。在光刻技术中,最大的问题是EUV光刻技术最终将在2018年投入生产。芯片制造商希望EUV 7海里和/或5海里。理论上,EUV可以减少复杂性和步骤在这些节点的数量。但是今天,EUV是没有准备好。插入的EUV取决于EUV电源的准备,抵制和面具的基础设施。

尽管有这些挑战,三星希望插入EUV 2018 nm逻辑节点。相比之下,其他芯片制造商将采取更保守路线,开始与传统193海里浸泡在10 nm / 7海里和多个模式。

”EUV,插入是否在生产开始于2018年下半年,一些公司说,或者2019年,很明显,半导体行业正准备使用EUV生产很快,“d2”》说。“EUV最初将部署在多个模式193海里的地方已经部署生产。这将让生态系统平滑过渡,而不是要求的突然转变一切。”

芯片制造商可能在一个插入EUV甚至几层在短期内,但实际大批量生产(HVM)仍是一年或两年。“EUV光刻及其生态系统将在2018年继续发展19日,我们预计产量发生不早于2020年,“KLA-Tencor Donzella说。

EUV不会主宰整个模式景观,然而。当插入、EUV将主要用于削减和在铸造和逻辑应用程序通过。这是大约20%的总模式市场休息是多模式。

搬到10 nm / 7海里
与此同时,设备供应商,尖端铸造/逻辑市场最近相对缓慢。在每一个节点,芯片制造商需要大量的研发和资本投资。和更少的铸造厂客户可以在每个节点开发设计。

GlobalFoundries, 2018年预计英特尔、三星和台积电迁移从16 nm / 14 nmfinFETs10 nm / 7海里finFETs。英特尔正在加大10 nm,铸造厂是准备7海里。简而言之,英特尔的10纳米技术相当于7 nm节点从铸造厂。

图4:FinFET与平面。来源:林的研究

无论如何,芯片制造商面临着一些挑战。英特尔例如,应该进入批量生产在2017年下半年10纳米。相反,英特尔的斜坡下滑至2018年上半年,由于技术的挑战。

“英特尔公司而言,这是一个在获取尽可能高的收益率,“说阿Davuluri,晨星公司分析师,一家投资银行公司,在最近的一次采访中。“基于我们从他们的产品细节和时间表,他们有一些问题。他们不得不推(10海里)。而不是让产品在今年年底,它看起来像斜坡是不会用全力直到2018年。”

时间会告诉我们如果GlobalFoundries,三星和台积电将在7海里挣扎。“看起来这三个铸造厂是取得良好进展,”塞缪尔·王,Gartner的分析师。

不过,10 nm / 7海里的采用率在2018年预计将是渐进的。总的来说,铸造7海里的收入预计将从25亿美元到30亿年的2018美元,王说。相比之下,铸造10 nm的收入预计将在2017年达到50亿美元,他说。

不过,随着时间的推移,10 nm / 7海里预计将是一个巨大的和长时间运行的节点。“我们认为10 nm / 7海里是大型和与28 nm节点,它仍在增长,”应用的谢尔曼说。“5 nm将是实质性的,,”

其他人也同意。“7海里将是一个大节点,”里克Gottscho说,执行副总裁兼首席技术官林的研究。“这个行业节奏似乎是每一个其他节点更大。所以10 nm的大节点。真正推动这是AI /机器学习/深度学习革命和贪数据。移动仍然是重要的,但这几乎是辅助这一趋势。”

的一个变化是,许多这些设备将自定义的,而不是通用的处理器。“有很大的关注定制芯片设计针对特定市场,“Gottscho说。“通用处理器是太慢了,如果你看自动驾驶汽车。大量的处理将在网络的边缘。5 g将是巨大的。你需要得到数据要快得多。这将推动很多芯片业务。”

回忆
在2017年,内存工厂设备的主要推动力。2018年预计将遵循类似的模式。“需求巨大的内存技术产生了创纪录的装运水平,”应用的谢尔曼说。“DRAM和NAND内容智能手机持续增长。智能手机的平均NAND内容最近增长了大约50%,将从2016年的约24 g今天约38 g。和可用性的主要记忆供应商最近宣布的512 g产品包含在未来的智能手机,我们看到很多好处。”

ssd也正在推动对NAND闪存的需求。“我们看到最健康的记忆与预期的商业环境中,我们见过一些需求增长在40%到50%范围内与非,”他说。

但NAND预计在2018年第一季度的季节性放缓,导致供应过剩和低的asp,根据TrendForce,市场研究公司。目前尚不清楚NAND过剩会持续多久,然而。

2018年,与此同时,英特尔、微米、三星、SK海力士、东芝和西部数据公司将继续加大3 d NAND闪存。因此,设备供应商期望另一大支出周期3 d NAND闪存。

3 d与非起飞是有充分的理由。今天的平面与非已达到其物理极限的1 xnm节点。所以在一段时间内,NAND闪存供应商已经从平面与非迁移到3 d NAND闪存。

3 d NAND更难比此前认为的制造,然而。与平面与非,这是一个二维结构,3 d NAND摩天大楼像一个垂直,水平层堆积,然后使用微小垂直连接通道。

图5:NAND架构。来源:西部数据。

图6:3 d NAND架构。来源:西部数据

所以从平面转换到3 d NAND比预期的要长。今天有一个装机容量160万总NAND晶圆开始每月,根据应用材料的估计,只说一半的产能已经转化为3 d NAND闪存。

除了转化率,有多远的问题3 d NAND将规模。2017年,3 d NAND闪存供应商已经从48层到64层迁移设备有96层产品的研发。“我们将会看到96层设备(2018年),“林Gottscho说。“新一代将每年密度的两倍。”

96 -层NAND闪存设备的发展是具有挑战性的,然而。今天的蚀刻工具和坚硬的面具可以为这项技术失去动力。因此,业界正迁移对称为字符串堆积的制造技术。为此,供应商将开发两个48-layer 3 d NAND闪存设备和连接,从而形成一层96 - 3 d设备。“我们会有两层3 d NAND-48 + 48层。将完成的必要性,”Gottscho说。

用绳子叠加,3 d NAND的规模可能达到512或更多的层。字符串叠加,然而,增加了更多的制造成本方程,提出一些新的行业面临的挑战和困难。

中国工厂和200毫米的狂热
与此同时,在2017年,韩国预计将成为最大的市场在工厂设备支出方面,超过台湾,根据半。台湾将第二,而中国将在第三,根据半。

2018年,韩国预计将保持首位。明年,预计中国将进入第二位,根据贸易集团。

总的来说,有一些在中国15个新工厂项目,根据半,包括跨国公司和国内的芯片制造商。不清楚这些工厂项目将取得进展,因为在中国保持流体动力学。很明显这个建筑背后的动机frenzy-China试图减少其巨大的贸易不平衡在ICs。国家继续从外国进口大部分的芯片供应商。

不过,fab工具厂商预计在中国的稳步增长。在中国KLA-Tencor已经看到一些重要的订单。“KLA-Tencor因为检查和前面的投资计量工具是需要资格的过程设备,“KLA-Tencor Donzella说。“我们已经收到了从本地内存供应商早期订单于2017年在中国,和强大的业务应该持续到2018年。”

总结情况,应用的Sherman表示:“我们预计芯片厂设备投资在中国在2018年比2017年约20亿美元。”

与此同时,在过去的两年里,集成电路产业经历了严重短缺的200毫米晶圆厂在某些芯片需求激增的能力。反过来,这使得200 mm设备的需求。问题是,几乎没有任何新的或使用200 mm设备可用。工具的地方,价格相对较高。

2018年200毫米,将像2017年。2017年,200 mm晶圆厂的产能利用率已经达到或接近100%。“我们认为2018的第一部分是一样的,“翡翠格雷格说,执行副总裁SurplusGlobal美洲和欧洲,世界上最大的供应商之一的二次设备。“利用200 mm晶圆厂将继续超过90%。”

然而,行业面临短缺200毫米2018年设备。今天,例如,该行业需要大约2000新的或翻新的200毫米的工具来满足工厂的需求。

这个问题?只有500可用200毫米工具市场上,许多不符合要求的在今天的晶圆厂,格雷格。“继续会有200 mm设备短缺,”她说。“这些备件系统还继续是一个问题。”

光明的一面,使用/翻新设备业务预计将在2017年增长10%至15%,根据SurplusGlobal。"我们预计二次设备市场将继续增长在2018年两位数,”她补充道。

编者斯珀林对此报道亦有贡献。

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