Les dépenses en équipements semi-conducteurs augmentent pour une logique et une mémoire à plus haute densité

SEMI, la principale organisation internationale du commerce des semi-conducteurs a tenu sa conférence Semicon à San Francisco en juillet. SEMI prévoit une croissance significative de la demande d'équipements semi-conducteurs en 2022 et jusqu'en 2023 pour répondre à la demande de nouvelles applications et aux pénuries de produits existants, tels que les automobiles. Nous examinons également certains développements pour fabriquer des semi-conducteurs plus petits en utilisant EUV.

SEMI a publié un communiqué de presse de ses prévisions sur l'équipement total des semi-conducteurs en milieu d'année pendant Semicon, sur l'état des dépenses en équipements semi-conducteurs et les projections pour 2023. SEMI a déclaré que les ventes mondiales d'équipements de fabrication de semi-conducteurs totaux par les fabricants d'équipement d'origine devraient atteindre un record de 117.5 $. milliards de dollars en 2022, en hausse de 14.7 % par rapport au précédent record de l'industrie de 102.5 milliards de dollars en 2021, et une augmentation à 120.8 milliards de dollars en 2023. La figure ci-dessous montre l'historique récent et les projections jusqu'en 2023 pour les ventes d'équipements à semi-conducteurs.

Les dépenses en équipements de fabrication de plaquettes devraient augmenter de 15.4 % en 2022 pour atteindre un nouveau record de l'industrie de 101 milliards de dollars en 2022, avec une nouvelle augmentation de 3.2 % prévue en 2023 pour atteindre 104.3 milliards de dollars. La figure ci-dessous montre les estimations et les projections de SEMI pour les dépenses d'équipement par application de semi-conducteur.

SEMI déclare que « Poussés par la demande de nœuds de processus de pointe et matures, les segments de la fonderie et de la logique devraient augmenter de 20.6 % d'une année sur l'autre pour atteindre 55.2 milliards de dollars en 2022 et de 7.9 % supplémentaires, pour atteindre 59.5 milliards de dollars, en 2023. Les deux segments représentent plus de la moitié des ventes totales d'équipements de fabrication de plaquettes.

Le communiqué poursuit en disant que «la forte demande de mémoire et de stockage continue de contribuer aux dépenses en équipements DRAM et NAND cette année. Le segment des équipements DRAM mène l'expansion en 2022 avec une croissance attendue de 8 % à 17.1 milliards de dollars. Le marché des équipements NAND devrait croître de 6.8 % pour atteindre 21.1 milliards de dollars cette année. Les dépenses en équipements DRAM et NAND devraient chuter respectivement de 7.7 % et 2.4 % en 2023. »

Taïwan, la Chine et la Corée sont les plus gros acheteurs d'équipements en 2022, Taïwan devant être le premier acheteur, suivi de la Chine et de la Corée.

La fabrication de fonctionnalités plus petites a été un moteur continu pour les dispositifs à semi-conducteurs à plus haute densité depuis l'introduction des circuits intégrés. Les sessions du Semicon 2022 ont exploré comment les rétrécissements lithographiques et d'autres approches, telles que l'intégration hétérogène avec des structures 3D et des puces, permettront des augmentations continues de la densité et de la fonctionnalité des dispositifs.

Pendant Semicon, Lam Research a annoncé une collaboration avec les principaux fournisseurs de produits chimiques, Entegris et Gelest (une société du groupe Mitsubishi Chemical), pour créer des précurseurs chimiques pour la technologie de photorésine sèche de Lam pour la lithographie aux ultraviolets extrêmes (EUV). L'EUV, en particulier la prochaine génération d'EUV à grande ouverture numérique (NA), est une technologie clé pour piloter la mise à l'échelle des semi-conducteurs, permettant des fonctionnalités inférieures à 1 nm dans les prochaines années.

Dans une conférence de David Fried, vice-président de Lam, a montré que les résines sèches (composées de petites unités organométalliques) par rapport aux résines humides peuvent fournir une résolution plus élevée, une fenêtre de traitement plus large et une pureté plus élevée. Les résines sèches pour la même dose de rayonnement présentent moins d'affaissement de ligne et donc de génération de défauts. De plus, l'utilisation de la réserve sèche entraîne une réduction de 5 à 10 fois des déchets et des coûts et une réduction de 2 fois de la puissance requise par passage de plaquette.

Michael Lercel, d'ASML, a déclaré qu'une ouverture numérique élevée (0.33 NA) est maintenant en production pour la logique et la DRAM, comme indiqué ci-dessous. Le passage à l'EUV réduit le temps de traitement supplémentaire et les déchets liés à la création de motifs multiples pour obtenir des caractéristiques plus fines.

L'image montre la feuille de route des produits EUV d'ASML et donne une idée de la taille de l'équipement de lithographie EUV de prochaine génération.

SEMI a prédit une forte demande d'équipements semi-conducteurs en 2022 et 2023 pour répondre à la demande et réduire les pénuries de composants critiques. Les développements EUV au LAM, ASML piloteront des tailles de caractéristiques de semi-conducteurs inférieures à 3 nm. Les puces, les empilements de puces 3D et le passage à l'intégration hétérogène aideront à piloter des dispositifs semi-conducteurs plus denses et plus fonctionnels.