شهد سوق أشباه الموصلات العالمي نموًا سريعًا بين عامي 2021 و2022، نتيجةً لظهور طلبات خاصة نتيجةً لتفشي جائحة كوفيد-19. ومع ذلك، ومع انتهاء هذه الطلبات الخاصة الناجمة عن جائحة كوفيد-19 في النصف الثاني من عام 2022، ودخوله في واحدة من أشد فترات الركود في التاريخ في عام 2023،
ومع ذلك، من المتوقع أن يصل الركود الكبير إلى أدنى مستوياته في عام 2023، مع توقع حدوث تعافٍ شامل هذا العام (2024).
في الواقع، بالنظر إلى شحنات أشباه الموصلات الفصلية لمختلف الأنواع، تجاوزت شركة Logic بالفعل ذروة الطلب الاستثنائية لجائحة كوفيد-19، مسجلةً رقمًا قياسيًا تاريخيًا جديدًا. بالإضافة إلى ذلك، من المرجح أن تصل شركتا Mos Micro وAnalog إلى مستويات قياسية في عام 2024، حيث إن الانخفاض الناجم عن انتهاء الطلب الاستثنائية لجائحة كوفيد-19 ليس كبيرًا (الشكل 1).
من بينها، شهدت شركة Mos Memory انخفاضًا ملحوظًا، ثم وصلت إلى أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023 وبدأت رحلة التعافي. ومع ذلك، يبدو أنها لا تزال تحتاج إلى وقت طويل للوصول إلى ذروة الطلب الخاص بجائحة كوفيد-19. ومع ذلك، إذا تجاوزت Mos Memory ذروتها، فستصل شحنات أشباه الموصلات الإجمالية بلا شك إلى مستوى تاريخي جديد. في رأيي، إذا حدث ذلك، يمكن القول إن سوق أشباه الموصلات قد تعافى تمامًا.
مع ذلك، بالنظر إلى التغيرات في شحنات أشباه الموصلات، يتضح خطأ هذا الرأي. فبينما شهدت شحنات موس ميموري، التي تشهد تعافيًا ملحوظًا، انتعاشًا ملحوظًا، لا تزال شحنات لوجيك، التي بلغت مستويات تاريخية، منخفضة للغاية. بمعنى آخر، لإنعاش سوق أشباه الموصلات العالمي بشكل حقيقي، يجب أن تزداد شحنات وحدات لوجيك بشكل ملحوظ.
لذلك، سنحلل في هذه المقالة شحنات وكميات أشباه الموصلات لمختلف أنواعها وأشباه الموصلات الكلية. بعد ذلك، سنستخدم الفرق بين شحنات Logic وشحنات TSMC كمثال لتوضيح تأخر شحنات رقائقها رغم التعافي السريع. بالإضافة إلى ذلك، سنتكهن بأسباب هذا الاختلاف، ونقترح أن التعافي الكامل لسوق أشباه الموصلات العالمي قد يتأخر حتى عام ٢٠٢٥.
في الختام، إن المظهر الحالي لانتعاش سوق أشباه الموصلات هو مجرد وهم ناتج عن أسعار وحدات معالجة الرسومات من NVIDIA الباهظة. لذلك، يبدو أن سوق أشباه الموصلات لن يتعافى تمامًا حتى تصل مصانع مثل TSMC إلى طاقتها الإنتاجية الكاملة وتصل شحنات Logic إلى مستويات تاريخية جديدة.
تحليل قيمة وكمية شحنات أشباه الموصلات
يوضح الشكل 2 اتجاهات قيمة الشحنة وكميتها لأنواع مختلفة من أشباه الموصلات بالإضافة إلى سوق أشباه الموصلات بأكمله.
بلغ حجم شحنات موس مايكرو ذروته في الربع الرابع من عام ٢٠٢١، ثم انخفض في الربع الأول من عام ٢٠٢٣، ثم بدأ بالتعافي. في المقابل، لم تشهد كمية الشحنات أي تغيير يُذكر، حيث استقرت تقريبًا بين الربع الثالث والرابع من عام ٢٠٢٣، مع انخفاض طفيف.
بدأت قيمة شحنات موس ميموري بالانخفاض بشكل ملحوظ ابتداءً من الربع الثاني من عام 2022، وبلغت أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، ثم بدأت بالارتفاع، لكنها لم تتعافى إلا إلى حوالي 40% من ذروة قيمتها في الربع الأخير من العام نفسه. في غضون ذلك، تعافى حجم الشحنات إلى حوالي 94% من ذروة قيمتها. بمعنى آخر، يُنظر إلى معدل استخدام مصانع مُصنّعي الذاكرة على أنه يقترب من سعته الكاملة. السؤال هو: إلى أي مدى سترتفع أسعار ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية (DRAM) وذاكرة فلاش NAND؟
بلغت كمية شحنات لوجيك ذروتها في الربع الثاني من عام ٢٠٢٢، ثم استقرت في الربع الأول من عام ٢٠٢٣، ثم انتعشت لتصل إلى مستوى تاريخي جديد في الربع الأخير من العام نفسه. من ناحية أخرى، بلغت قيمة الشحنات ذروتها في الربع الثاني من عام ٢٠٢٢، ثم انخفضت إلى حوالي ٦٥٪ من قيمتها القصوى في الربع الثالث من عام ٢٠٢٣، وظلت ثابتة في الربع الأخير من العام نفسه. بمعنى آخر، هناك تباين كبير بين سلوك قيمة الشحنة وكميتها في لوجيك.
بلغت كمية شحنات الأجهزة التناظرية ذروتها في الربع الثالث من عام ٢٠٢٢، ثم استقرت في الربع الثاني من عام ٢٠٢٣، ثم استقرت منذ ذلك الحين. من ناحية أخرى، بعد أن بلغت ذروتها في الربع الثالث من عام ٢٠٢٢، استمرت قيمة الشحنات في الانخفاض حتى الربع الأخير من عام ٢٠٢٣.
أخيرًا، انخفضت القيمة الإجمالية لشحنات أشباه الموصلات بشكل ملحوظ منذ الربع الثاني من عام 2022، وبلغت أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، ثم بدأت بالارتفاع، لتتعافى إلى حوالي 96% من قيمة الذروة في الربع الأخير من العام نفسه. من ناحية أخرى، انخفضت كمية الشحنات بشكل ملحوظ أيضًا منذ الربع الثاني من عام 2022، وبلغت أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، لكنها ظلت مستقرة منذ ذلك الحين عند حوالي 75% من قيمة الذروة.
مما سبق، يبدو أن ذاكرة Mos تُمثل مصدر المشكلة إذا ما أُخذت في الاعتبار كمية الشحنات فقط، حيث لم تتعافى إلا إلى حوالي 40% من قيمة الذروة. ومع ذلك، بالنظر إلى الأمر من منظور أوسع، نرى أن Logic تُمثل مصدر قلق كبير، فرغم بلوغها مستويات تاريخية في كمية الشحنات، إلا أن قيمة الشحنات ظلت ثابتة عند حوالي 65% من قيمة الذروة. ويبدو أن تأثير هذا الاختلاف بين كمية شحنات Logic وقيمتها يمتد إلى قطاع أشباه الموصلات بأكمله.
باختصار، يعتمد انتعاش سوق أشباه الموصلات العالمي على ارتفاع أسعار ذاكرة Mos وزيادة كمية شحنات وحدات Logic بشكل ملحوظ. مع الارتفاع المستمر في أسعار DRAM وNAND، ستكون المشكلة الأكبر هي زيادة كمية شحنات وحدات Logic.
بعد ذلك، سنشرح سلوك كمية شحنات TSMC وشحنات الرقاقة لتوضيح الفرق بين كمية شحنات Logic وشحنات الرقاقة على وجه التحديد.
قيمة شحنات TSMC ربع السنوية وشحنات الرقائق
يوضح الشكل 3 تفاصيل مبيعات شركة TSMC حسب العقدة واتجاه مبيعات عمليات 7 نانومتر وما فوق في الربع الرابع من عام 2023.
تُصنّف شركة TSMC تقنية 7 نانومتر وما بعدها كعُقد متطورة. في الربع الأخير من عام 2023، شكّلت تقنية 7 نانومتر 17%، و5 نانومتر 35%، و3 نانومتر 15%، بإجمالي 67% من العُقد المتطورة. إضافةً إلى ذلك، شهدت المبيعات الفصلية للعُقد المتطورة ارتفاعًا منذ الربع الأول من عام 2021، وشهدت انخفاضًا مرة واحدة في الربع الأخير من عام 2022، لكنها وصلت إلى أدنى مستوياتها ثم عاودت الارتفاع في الربع الثاني من عام 2023، لتصل إلى مستوى تاريخي جديد في الربع الأخير من العام نفسه.
بمعنى آخر، إذا نظرنا إلى أداء مبيعات العقد المتقدمة، نجد أن أداء شركة TSMC جيدًا. فماذا عن إجمالي إيرادات مبيعات TSMC ربع السنوية وشحنات الرقاقات (الشكل 4)؟
يتوافق الرسم البياني لقيمة شحنات شركة TSMC الفصلية وشحنات الرقائق تقريبًا. بلغت ذروتها خلال فقاعة تكنولوجيا المعلومات عام 2000، وانخفضت بعد أزمة ليمان براذرز عام 2008، واستمرت في الانخفاض بعد انفجار فقاعة الذاكرة عام 2018.
ومع ذلك، يختلف سلوك الطلب بعد ذروة الطلب الخاص في الربع الثالث من عام ٢٠٢٢. فقد بلغت قيمة الشحنات ذروتها عند ٢٠.٢ مليار دولار، ثم انخفضت بشكل حاد، لكنها بدأت بالتعافي بعد أن بلغت أدنى مستوياتها عند ١٥.٧ مليار دولار في الربع الثاني من عام ٢٠٢٣، لتصل إلى ١٩.٧ مليار دولار في الربع الأخير من العام نفسه، وهو ما يمثل ٩٧٪ من قيمة الذروة.
من ناحية أخرى، بلغت شحنات الرقائق ربع السنوية ذروتها عند 3.97 مليون رقاقة في الربع الثالث من عام 2022، ثم انخفضت بشكل حاد لتصل إلى 2.92 مليون رقاقة في الربع الثاني من عام 2023، لكنها ظلت مستقرة بعد ذلك. حتى في الربع الأخير من العام نفسه، ورغم انخفاض عدد الرقائق المشحونة بشكل ملحوظ عن ذروته، إلا أنه ظل عند 2.96 مليون رقاقة، بانخفاض يزيد عن مليون رقاقة عن ذروته.
أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا التي تنتجها شركة TSMC هي Logic. بلغت مبيعات TSMC من العقد المتقدمة في الربع الأخير من عام 2023 مستوى قياسيًا تاريخيًا جديدًا، حيث تعافى إجمالي المبيعات ليصل إلى 97% من ذروته التاريخية. ومع ذلك، لا تزال شحنات الرقائق ربع السنوية أقل بأكثر من مليون رقاقة مقارنةً بفترة الذروة. بمعنى آخر، يبلغ معدل استخدام مصانع TSMC الإجمالي حوالي 75% فقط.
فيما يتعلق بسوق أشباه الموصلات العالمي ككل، انخفضت شحنات Logic إلى حوالي 65% من ذروتها خلال فترة الطلب الخاصة بجائحة كوفيد-19. وبشكل مطرد، انخفضت شحنات رقائق TSMC الفصلية بأكثر من مليون رقاقة عن ذروتها، ويُقدر معدل استخدام المصنع بحوالي 75%.
وبالنظر إلى المستقبل، لكي يتعافى سوق أشباه الموصلات العالمي بشكل حقيقي، يتعين على شحنات Logic أن تزيد بشكل كبير، ولتحقيق هذه الغاية، يجب أن يقترب معدل استخدام المصانع التي تقودها شركة TSMC من طاقتها الكاملة.
إذن، متى سيحدث هذا بالضبط؟
التنبؤ بمعدلات استخدام المصانع الكبرى
في 14 ديسمبر 2023، عقدت شركة الأبحاث التايوانية TrendForce ندوة "معلومات التركيز على الصناعة" في فندق جراند نيكو طوكيو باي مايهاما واشنطن. في الندوة، ناقشت محللة TrendForce، جوانا تشياو، "الاستراتيجية العالمية لشركة TSMC وتوقعات سوق مسبك أشباه الموصلات لعام 2024". ومن بين مواضيع أخرى، تحدثت جوانا تشياو عن التنبؤ بمعدلات استخدام المسبك (الشكل
متى ستزداد شحنات Logic؟
هل هذه النسبة ٨٪ مهمة أم غير مهمة؟ مع أن هذا سؤال دقيق، إلا أنه حتى بحلول عام ٢٠٢٦، ستظل نسبة ٩٢٪ المتبقية من الرقائق تُستهلك بواسطة رقائق أشباه الموصلات غير القائمة على الذكاء الاصطناعي. وستكون غالبية هذه الرقائق من نوع Logic. لذلك، لكي تزداد شحنات Logic ولكي تصل مصانع السبائك الكبرى، بقيادة TSMC، إلى طاقتها الإنتاجية الكاملة، يجب أن يزداد الطلب على الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والخوادم.
باختصار، بناءً على الوضع الحالي، لا أعتقد أن أشباه الموصلات المُدمجة في الذكاء الاصطناعي، مثل وحدات معالجة الرسومات من NVIDIA، ستكون الحل الأمثل. لذلك، يُعتقد أن سوق أشباه الموصلات العالمي لن يتعافى تمامًا حتى عام ٢٠٢٤، أو حتى يتأخر حتى عام ٢٠٢٥.
ولكن هناك احتمال آخر (متفائل) قد يقلب هذا التوقع رأسا على عقب.
حتى الآن، كانت جميع أشباه موصلات الذكاء الاصطناعي التي تم شرحها تُشير إلى أشباه الموصلات المُثبّتة في الخوادم. ومع ذلك، هناك الآن اتجاه لإجراء معالجة الذكاء الاصطناعي على الأجهزة الطرفية (الحواف) مثل الحواسيب الشخصية والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية.
من الأمثلة على ذلك جهاز إنتل المُقترح للذكاء الاصطناعي، ومحاولات سامسونج لتطوير هواتف ذكية مُزودة بالذكاء الاصطناعي. إذا لاقت هذه الأجهزة رواجًا (أي إذا طرأ ابتكار)، فسيشهد سوق أشباه موصلات الذكاء الاصطناعي نموًا سريعًا. في الواقع، تتوقع شركة الأبحاث الأمريكية جارتنر أنه بحلول نهاية عام 2024، ستصل شحنات الهواتف الذكية المُزودة بالذكاء الاصطناعي إلى 240 مليون وحدة، وستصل شحنات أجهزة الكمبيوتر المُزودة بالذكاء الاصطناعي إلى 54.5 مليون وحدة (للمرجع فقط). إذا تحقق هذا التوقع، سيزداد الطلب على معالجات Logic المتطورة (من حيث قيمة الشحنات وكميتها)، وسترتفع معدلات استخدام مصانع مثل TSMC. بالإضافة إلى ذلك، سينمو الطلب على وحدات المعالجة المركزية والذاكرة بسرعة كبيرة.
بمعنى آخر، عندما يصل عالم كهذا، ينبغي أن تكون أشباه موصلات الذكاء الاصطناعي هي المنقذ الحقيقي. لذلك، أود من الآن فصاعدًا التركيز على اتجاهات أشباه موصلات الذكاء الاصطناعي المتطورة.
وقت النشر: ٨ أبريل ٢٠٢٤