من عام 2021 إلى عام 2022، كان هناك نمو سريع في سوق أشباه الموصلات العالمية بسبب ظهور الطلبات الخاصة الناتجة عن تفشي فيروس كورونا (COVID-19). ومع ذلك، مع انتهاء المطالب الخاصة الناجمة عن جائحة كوفيد-19 في النصف الأخير من عام 2022 وغرقها في واحدة من أشد حالات الركود في التاريخ في عام 2023.
ومع ذلك، من المتوقع أن يصل الركود الكبير إلى أدنى مستوياته في عام 2023، مع توقع حدوث انتعاش شامل هذا العام (2024).
في الواقع، عند النظر إلى شحنات أشباه الموصلات ربع السنوية عبر أنواع مختلفة، فقد تجاوزت Logic بالفعل الذروة الناجمة عن المتطلبات الخاصة لـCOVID-19 وسجلت مستوى تاريخيًا جديدًا. بالإضافة إلى ذلك، من المرجح أن تصل Mos Micro وAnalog إلى أعلى مستوياتها التاريخية في عام 2024، حيث أن الانخفاض الناجم عن نهاية الطلبات الخاصة لـCOVID-19 ليس كبيرًا (الشكل 1).
من بينها، شهدت شركة Mos Memory انخفاضًا كبيرًا، ثم وصلت إلى القاع في الربع الأول (الربع الأول) من عام 2023 وبدأت رحلتها نحو التعافي. ومع ذلك، يبدو أن الأمر لا يزال يتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت للوصول إلى ذروة المتطلبات الخاصة لـCOVID-19. ومع ذلك، إذا تجاوزت Mos Memory ذروتها، فإن إجمالي شحنات أشباه الموصلات ستصل بلا شك إلى مستوى تاريخي جديد. في رأيي، إذا حدث ذلك، فيمكن القول أن سوق أشباه الموصلات قد تعافى بالكامل.
ومع ذلك، وبالنظر إلى التغيرات في شحنات أشباه الموصلات، فمن الواضح أن هذا الرأي خاطئ. وذلك لأنه في حين أن شحنات Mos Memory، التي هي في مرحلة التعافي، قد تعافت إلى حد كبير، فإن شحنات Logic، التي وصلت إلى أعلى مستوياتها التاريخية، لا تزال عند مستويات منخفضة للغاية. بمعنى آخر، من أجل إحياء سوق أشباه الموصلات العالمية حقًا، يجب زيادة شحنات الوحدات المنطقية بشكل كبير.
لذلك سنقوم في هذا المقال بتحليل شحنات أشباه الموصلات وكمياتها لمختلف أنواع أشباه الموصلات وإجمالي أشباه الموصلات. بعد ذلك، سنستخدم الفرق بين شحنات Logic وشحناتها كمثال لإظهار كيف تتخلف شحنات الرقائق الخاصة بشركة TSMC على الرغم من التعافي السريع. بالإضافة إلى ذلك، سنتكهن بسبب وجود هذا الاختلاف ونقترح أن التعافي الكامل لسوق أشباه الموصلات العالمية قد يتأخر حتى عام 2025.
في الختام، فإن المظهر الحالي لانتعاش سوق أشباه الموصلات هو "وهم" سببته وحدات معالجة الرسوميات من NVIDIA، والتي تتميز بأسعارها المرتفعة للغاية. لذلك، يبدو أن سوق أشباه الموصلات لن يتعافى بالكامل حتى تصل المسابك مثل TSMC إلى طاقتها الكاملة وتصل شحنات Logic إلى مستويات تاريخية جديدة.
قيمة شحنة أشباه الموصلات وتحليل الكمية
ويصور الشكل 2 الاتجاهات في قيمة وكمية الشحنة لأنواع مختلفة من أشباه الموصلات بالإضافة إلى سوق أشباه الموصلات بأكمله.
بلغ حجم شحنات Mos Micro ذروته في الربع الرابع من عام 2021، ووصل إلى القاع في الربع الأول من عام 2023، وبدأ في التعافي. من ناحية أخرى، لم تظهر كمية الشحن أي تغيير يذكر، حيث ظلت ثابتة تقريبًا من الربع الثالث إلى الربع الرابع من عام 2023، مع انخفاض طفيف.
بدأت قيمة شحن Mos Memory في الانخفاض بشكل ملحوظ اعتبارًا من الربع الثاني من عام 2022، ووصلت إلى أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، وبدأت في الارتفاع، لكنها تعافت فقط إلى حوالي 40% من قيمة الذروة في الربع الرابع من نفس العام. وفي الوقت نفسه، انتعشت كمية الشحنة إلى حوالي 94% من مستوى الذروة. بمعنى آخر، يعتبر معدل استخدام المصنع لمصنعي الذاكرة يقترب من طاقته الكاملة. والسؤال هو ما مقدار الزيادة في أسعار فلاش DRAM وNAND.
بلغت كمية شحنات Logic ذروتها في الربع الثاني من عام 2022، ووصلت إلى أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، ثم انتعشت لتصل إلى مستوى تاريخي جديد في الربع الرابع من نفس العام. من ناحية أخرى، بلغت قيمة الشحن ذروتها في الربع الثاني من عام 2022، ثم انخفضت إلى نحو 65% من قيمة الذروة في الربع الثالث من عام 2023 وظلت ثابتة في الربع الرابع من العام نفسه. بمعنى آخر، هناك تناقض كبير بين سلوك قيمة الشحنة وكمية الشحنة في المنطق.
بلغت كمية الشحن التناظرية ذروتها في الربع الثالث من عام 2022، ووصلت إلى أدنى مستوياتها في الربع الثاني من عام 2023، وظلت مستقرة منذ ذلك الحين. من ناحية أخرى، وبعد أن بلغت ذروتها في الربع الثالث من عام 2022، استمرت قيمة الشحن في الانخفاض حتى الربع الرابع من عام 2023.
وأخيرًا، انخفضت القيمة الإجمالية لشحنات أشباه الموصلات بشكل ملحوظ منذ الربع الثاني من عام 2022، ووصلت إلى أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، وبدأت في الارتفاع، لتتعافى إلى حوالي 96% من قيمة الذروة في الربع الرابع من نفس العام. من ناحية أخرى، انخفضت كمية الشحن أيضًا بشكل ملحوظ منذ الربع الثاني من عام 2022، ووصلت إلى أدنى مستوياتها في الربع الأول من عام 2023، لكنها ظلت منذ ذلك الحين ثابتة عند حوالي 75% من قيمة الذروة.
مما سبق، يبدو أن ذاكرة Mos هي منطقة المشكلة إذا تم أخذ كمية الشحنة فقط في الاعتبار، حيث أنها لم تتعافى إلا إلى حوالي 40% من قيمة الذروة. ومع ذلك، ومن منظور أوسع، يمكننا أن نرى أن المنطق يمثل مصدر قلق كبير، لأنه على الرغم من الوصول إلى أعلى مستوياته التاريخية في كمية الشحن، فقد ظلت قيمة الشحنة راكدة عند حوالي 65٪ من قيمة الذروة. يبدو أن تأثير هذا الاختلاف بين كمية وقيمة شحنة Logic يمتد إلى مجال أشباه الموصلات بأكمله.
باختصار، يعتمد انتعاش سوق أشباه الموصلات العالمية على ما إذا كانت أسعار Mos Memory سترتفع وما إذا كانت كمية شحن الوحدات المنطقية ستزداد بشكل كبير. مع الارتفاع المستمر في أسعار DRAM وNAND، ستكون المشكلة الأكبر هي زيادة كمية شحن الوحدات المنطقية.
بعد ذلك، سنشرح سلوك كمية شحنة TSMC وشحنات الرقاقات لتوضيح الفرق بين كمية شحنة Logic وشحنات الرقاقات على وجه التحديد.
قيمة الشحنة ربع السنوية لشركة TSMC وشحنات الرقاقات
يوضح الشكل 3 توزيع مبيعات TSMC حسب العقدة واتجاه المبيعات لعمليات 7nm وما فوق في الربع الرابع من عام 2023.
تضع TSMC تقنية 7 نانومتر وما بعدها كعقد متقدمة. وفي الربع الرابع من عام 2023، استحوذت تقنية 7 نانومتر على 17%، و5 نانومتر على 35%، و3 نانومتر على 15%، بإجمالي 67% من العقد المتقدمة. بالإضافة إلى ذلك، تتزايد المبيعات الربع سنوية للعقد المتقدمة منذ الربع الأول من عام 2021، وشهدت انخفاضًا مرة واحدة في الربع الرابع من عام 2022، لكنها وصلت إلى القاع وبدأت في الارتفاع مرة أخرى في الربع الثاني من عام 2023، لتصل إلى مستوى تاريخي جديد في الربع الرابع من نفس العام .
بمعنى آخر، إذا نظرت إلى أداء مبيعات العقد المتقدمة، فإن أداء TSMC جيد. إذن، ماذا عن إيرادات المبيعات الفصلية الإجمالية وشحنات الرقاقات لشركة TSMC (الشكل 4)؟
يتطابق الرسم البياني لقيمة الشحنة ربع السنوية لشركة TSMC وشحنات الرقاقات تقريبًا. وبلغت ذروتها خلال فقاعة تكنولوجيا المعلومات عام 2000، ثم انخفضت بعد صدمة ليمان عام 2008، واستمرت في الانخفاض بعد انفجار فقاعة الذاكرة عام 2018.
لكن السلوك بعد ذروة الطلب الخاص في الربع الثالث من عام 2022 يختلف. وبلغت قيمة الشحن ذروتها عند 20.2 مليار دولار، ثم انخفضت بشكل حاد لكنها بدأت في الانتعاش بعد أن بلغت أدنى مستوياتها عند 15.7 مليار دولار في الربع الثاني من عام 2023، لتصل إلى 19.7 مليار دولار في الربع الرابع من نفس العام، وهو ما يمثل 97% من قيمة الذروة.
من ناحية أخرى، بلغت شحنات الرقاقات الفصلية ذروتها عند 3.97 مليون رقاقة في الربع الثالث من عام 2022، ثم انخفضت لتصل إلى أدنى مستوى عند 2.92 مليون رقاقة في الربع الثاني من عام 2023، لكنها ظلت ثابتة بعد ذلك. وحتى في الربع الأخير من العام نفسه، على الرغم من انخفاض عدد الرقاقات المشحونة بشكل ملحوظ عن الذروة، إلا أنه ظل عند 2.96 مليون رقاقة، أي بانخفاض يزيد عن مليون رقاقة عن الذروة.
أشباه الموصلات الأكثر شيوعًا التي تنتجها TSMC هي المنطق. وصلت مبيعات العقد المتقدمة لشركة TSMC في الربع الأخير من عام 2023 إلى مستوى تاريخي جديد، مع تعافي المبيعات الإجمالية إلى 97% من الذروة التاريخية. ومع ذلك، ظلت شحنات الرقاقات الفصلية أقل بما يزيد عن مليون رقاقة عما كانت عليه خلال فترة الذروة. بمعنى آخر، يبلغ معدل استخدام المصنع الإجمالي لشركة TSMC حوالي 75% فقط.
وفيما يتعلق بسوق أشباه الموصلات العالمية ككل، انخفضت شحنات Logic إلى حوالي 65% من الذروة خلال فترة الطلب الخاص بسبب فيروس كورونا. على نحو متسق، انخفضت شحنات الرقاقات ربع السنوية لشركة TSMC بما يزيد عن مليون رقاقة من الذروة، مع تقدير معدل استخدام المصنع بحوالي 75%.
وبالنظر إلى المستقبل، لكي يتعافى سوق أشباه الموصلات العالمي حقًا، تحتاج شحنات Logic إلى زيادة كبيرة، ولتحقيق ذلك، يجب أن يقترب معدل استخدام المسابك التي تقودها TSMC من طاقتها الكاملة.
إذًا، متى سيحدث هذا بالضبط؟
التنبؤ بمعدلات استغلال المسابك الكبرى
في 14 ديسمبر 2023، عقدت شركة الأبحاث التايوانية TrendForce ندوة "معلومات التركيز على الصناعة" في فندق جراند نيكو طوكيو باي مايهاما واشنطن. وفي الندوة، ناقشت جوانا تشياو، محللة TrendForce، "الاستراتيجية العالمية لشركة TSMC وتوقعات سوق مسبك أشباه الموصلات لعام 2024." ومن بين المواضيع الأخرى، تحدثت جوانا تشياو عن التنبؤ بمعدلات استخدام المسابك (الشكل 1).
متى ستزيد شحنات المنطق؟
هل هذه الـ 8% مهمة أم غير مهمة؟ على الرغم من أن هذا سؤال دقيق، حتى بحلول عام 2026، فإن 92٪ المتبقية من الرقائق ستظل مستهلكة بواسطة رقائق أشباه الموصلات غير المرتبطة بالذكاء الاصطناعي. ستكون غالبية هذه الرقائق منطقية. لذلك، لكي تزيد شحنات Logic ولكي تصل المسابك الكبرى التي تقودها TSMC إلى طاقتها الكاملة، يجب زيادة الطلب على الأجهزة الإلكترونية مثل الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر والخوادم.
باختصار، بناءً على الوضع الحالي، لا أعتقد أن أشباه موصلات الذكاء الاصطناعي مثل وحدات معالجة الرسوميات من NVIDIA ستكون منقذنا. ولذلك، يُعتقد أن سوق أشباه الموصلات العالمية لن يتعافى بالكامل حتى عام 2024، أو حتى يتأخر حتى عام 2025.
لكن هناك احتمال آخر (متفائل) قد يقلب هذا التوقع.
حتى الآن، كانت جميع أشباه الموصلات الموضحة في الذكاء الاصطناعي تشير إلى أشباه الموصلات المثبتة في الخوادم. ومع ذلك، هناك الآن اتجاه لإجراء معالجة الذكاء الاصطناعي على الأجهزة الطرفية (الحواف) مثل أجهزة الكمبيوتر الشخصية والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية.
تشمل الأمثلة جهاز الكمبيوتر الشخصي الذي اقترحته شركة إنتل ومحاولات سامسونج لإنشاء هواتف ذكية تعمل بالذكاء الاصطناعي. وإذا أصبحت هذه التقنيات شائعة (وبعبارة أخرى، إذا حدث ابتكار)، فسوف يتوسع سوق أشباه الموصلات المستندة إلى الذكاء الاصطناعي بسرعة. في الواقع، تتوقع شركة الأبحاث الأمريكية جارتنر أنه بحلول نهاية عام 2024، ستصل شحنات الهواتف الذكية المزودة بتقنية الذكاء الاصطناعي إلى 240 مليون وحدة، وستصل شحنات أجهزة الكمبيوتر الشخصية المزودة بتقنية الذكاء الاصطناعي إلى 54.5 مليون وحدة (للإشارة فقط). إذا تحقق هذا التوقع، فسيزداد الطلب على المنطق المتطور (من حيث قيمة الشحن وكميته)، وسترتفع معدلات استخدام المسابك مثل TSMC. بالإضافة إلى ذلك، من المؤكد أن الطلب على وحدات MPU والذاكرة سينمو بسرعة.
وبعبارة أخرى، عندما يأتي مثل هذا العالم، يجب أن تكون أشباه الموصلات التي يعتمدها الذكاء الاصطناعي هي المنقذ الحقيقي. لذلك، من الآن فصاعدا، أود التركيز على اتجاهات أشباه الموصلات ذات الذكاء الاصطناعي الحافة.
وقت النشر: 08 أبريل 2024