Os gastos com equipamentos semicondutores aumentam para lógica e memória de maior densidade

A SEMI, a principal organização internacional de comércio de semicondutores, realizou sua conferência Semicon em São Francisco em julho. A SEMI prevê um crescimento significativo na demanda de equipamentos semicondutores em 2022 e até 2023 para atender à demanda por novas aplicações e escassez de produtos existentes, como automóveis. Também analisamos alguns desenvolvimentos para fazer semicondutores com recursos menores usando EUV.

A SEMI divulgou um comunicado de imprensa de sua Previsão Total de Equipamentos Semicondutores Semestral durante a Semicon, sobre o estado dos gastos com equipamentos semicondutores e projeções para 2023. A SEMI disse que as vendas globais do total de equipamentos de fabricação de semicondutores por fabricantes de equipamentos originais devem atingir um recorde de US$ 117.5 bilhões em 2022, aumentando 14.7% em relação à alta anterior do setor de US$ 102.5 bilhões em 2021 e aumentando para US$ 120.8 bilhões em 2023. A figura abaixo mostra o histórico recente e as projeções até 2023 para vendas de equipamentos semicondutores.

Os gastos com equipamentos de fabricação de bolachas devem expandir 15.4% em 2022 para um novo recorde do setor de US$ 101 bilhões em 2022, com um aumento adicional de 3.2% projetado em 2023 para US$ 104.3 bilhões. A figura abaixo mostra as estimativas e projeções da SEMI para gastos com equipamentos por aplicação de semicondutores.

A SEMI diz que, “impulsionados pela demanda por nós de processos avançados e maduros, espera-se que os segmentos de fundição e lógica aumentem 20.6% ano a ano, para US$ 55.2 bilhões em 2022 e outros 7.9%, para US$ 59.5 bilhões, em 2023 . Os dois segmentos respondem por mais da metade das vendas totais de equipamentos de fabricação de wafer.”

O lançamento continua dizendo que “A forte demanda por memória e armazenamento continua a contribuir para os gastos com equipamentos DRAM e NAND este ano. O segmento de equipamentos DRAM está liderando a expansão em 2022, com crescimento esperado de 8% para US$ 17.1 bilhões. O mercado de equipamentos NAND deverá crescer 6.8% para US$ 21.1 bilhões este ano. Os gastos com equipamentos DRAM e NAND devem cair 7.7% e 2.4%, respectivamente, em 2023.”

Taiwan, China e Coréia são os maiores compradores de equipamentos em 2022, com Taiwan sendo o principal comprador, seguido por China e Coréia.

Fazer recursos menores tem sido um driver contínuo para dispositivos semicondutores de alta densidade desde a introdução dos circuitos integrados. As sessões da Semicon 2022 exploraram como os encolhimentos litográficos e outras abordagens, como integração heterogênea com estruturas 3D e chiplets, permitirão aumentos contínuos na densidade e funcionalidade do dispositivo.

Durante a Semicon, a Lam Research anunciou uma colaboração com os principais fornecedores de produtos químicos, Entegris e Gelest (uma empresa do Mitsubishi Chemical Group), para criar produtos químicos precursores para a tecnologia de fotorresistência seca da Lam para litografia ultravioleta extrema (EUV). EUV, particularmente a próxima geração de EUV de alta abertura numérica (NA), é uma tecnologia chave para impulsionar o dimensionamento de semicondutores, permitindo recursos menores que 1 nm nos próximos anos.

Em uma palestra de David Fried, VP da Lam, mostrou que resistes secos (compostos de pequenas unidades metalorgânicas) versus úmidos podem fornecer maior resolução, uma janela de processo mais ampla e maior pureza. Dry resiste para a mesma dose de radiação, apresenta menos colapso de linha e, portanto, geração de defeitos. Além disso, o uso de dry resist resulta em uma redução de 5 a 10 vezes no desperdício e no custo e uma redução de 2 vezes na energia necessária por passagem de wafer.

Michael Lercel, da ASML, disse que a alta abertura numérica (0.33 NA) está agora em produção para lógica e DRAM, conforme mostrado abaixo. A mudança para EUV reduz o tempo extra de processo e o desperdício de vários padrões para obter recursos mais refinados.

A imagem mostra o roteiro de produtos EUV da ASML e dá uma ideia do tamanho da próxima geração de equipamentos de litografia EUV.

A SEMI previu uma demanda robusta de equipamentos semicondutores em 2022 e 2023 para atender à demanda e reduzir a escassez de componentes críticos. Os desenvolvimentos de EUV na LAM, ASML conduzirão recursos de semicondutores com tamanhos abaixo de 3 nm. Chiplets, pilhas de matrizes 3D e a mudança para a integração heterogênea ajudarão a impulsionar dispositivos semicondutores mais densos e funcionais.