Die Halbleiterindustrie erlebt einen Anstieg der Nachfrage nach KI-bezogener Technologie, wie von Counterpoint Research berichtet. Es wird erwartet, dass dieser Trend das ganze Jahr über anhält, was die wachsende Bedeutung von KI für das Branchenwachstum unterstreicht.
Große Cloud-Dienstleister, darunter AWS, Google, Meta und Microsoft, planen den Ausbau ihrer KI-Infrastruktur , wobei die Gesamtinvestitionen im Jahr 2024 voraussichtlich 170 Milliarden US-Dollar erreichen werden. Dieser Investitionsschub treibt die Nachfrage nach KI-Prozessoren in die Höhe und übt Druck auf die Produktionskapazitäten aus, insbesondere bei TSMC, das Schwierigkeiten hat, mit der Nachfrage nach seinen CoWoS-Technologie. CoWoS oder Chip-on-Wafer-on-Substrate ist eine fortschrittliche Halbleiter-Packaging-Technologie, die die Leistung und Effizienz von Hochleistungsrechnern (HPC) und KI-Prozessoren verbessern soll.
Die größere Größe von Interposer, die für die neuesten KI-und HPC-Prozessoren erforderlich sind von Nvidia und AMD bedeutet, dass aus jedem 300-mm-Wafer weniger Interposer gewonnen werden können, was die CoWoS-Produktionskapazität belastet. Darüber hinaus nimmt die Anzahl der um GPUs integrierten HBM-Stacks zu, was die Produktionsherausforderungen erhöht.
HBM-Stacks oder High Bandwidth Memory Stacks sind eine Art fortschrittliche Speichertechnologie, die im Vergleich zu herkömmlichen Speicherlösungen eine deutlich höhere Bandbreite bieten soll. HBM-Technologie wird in Hochleistungsrechnen (HPC), künstlicher Intelligenz (KI), Grafikprozessoren (GPUs) und anderen datenintensiven Anwendungen eingesetzt.
Da der Interposer-Bereich wächst, steigt auch die Kapazität, die erfüllt werden muss Die GPU-Nachfrage nimmt ab, was zu einem anhaltenden Mangel an TSMCs CoWoS-Produktionskapazität führt.
KI fördert Wachstum bei Halbleitern
Gießereiunternehmen meldeten im ersten Quartal 2024 einen Umsatzanstieg von 12 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Dieses Wachstum wurde jedoch durch einen Rückgang von 5 Prozent gegenüber dem Vorquartal gemildert. Counterpoint Research führt diese gemischte Leistung auf eine schleppende Erholung der Nachfrage nach Nicht-KI-Halbleitern zurück, die sich auf Sektoren wie Smartphones, Unterhaltungselektronik, IoT, Automobil und Industrieanwendungen auswirkt.
TSMCs strategische Anpassungen
TSMC hat seine Wachstumsprognose für die Logikhalbleiterindustrie für den Rest des Jahres auf 10 Prozent angepasst. Trotz dieser konservativen Prognose geht TSMC davon aus, dass sich der Umsatz mit KI-Produkten für Rechenzentren, insbesondere GPUs, mehr als verdoppeln wird. Das Unternehmen hat mit einer hohen Nachfrage zu kämpfen und geht nicht davon aus, den Produktionsbedarf zu decken, obwohl es Pläne gibt, die Kapazität seines Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS)-Multichip-Verpackungsprozesses zu verdoppeln.
Im Vergleich zum Vorjahreszeitraum stieg der Marktanteil von TSMC von 61 Prozent auf 62 Prozent. Der zweitgrößte Player Samsung konnte seinen Anteil von 11 Prozent auf 13 Prozent steigern. Chinas Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC) verzeichnete ebenfalls ein Wachstum von 5 Prozent auf 6 Prozent. United Microelectronics Corporation (UMC) behielt einen stabilen Anteil von 6 Prozent, während der Anteil von GlobalFoundries von 7 Prozent auf 5 Prozent zurückging.
Samsung und SMIC: Leistung und Prognosen
Samsungs Foundry-Umsatz ging im ersten Quartal zurück aufgrund auf saisonale Faktoren zurückzuführen, die den Smartphone-Verkauf beeinflussen. Trotzdem schnitt das Galaxy S24 gut ab, obwohl die Nachfrage nach Mittel-und Low-End-Geräten schwach blieb. Auf Gruppenebene meldete Samsung Electronics im ersten Quartal 2024 einen Anstieg von 68 Prozent gegenüber dem Vorjahr, der hauptsächlich auf Speicherverkäufe zurückzuführen ist, die durch die KI-Nachfrage angekurbelt wurden. Das Unternehmen erwartet für das zweite Quartal eine Erholung des Gießereiumsatzes und prognostiziert ein zweistelliges Wachstum.
SMIC hat die Markterwartungen übertroffen und sich zum ersten Mal den dritten Platz unter den führenden Gießereien gesichert. Dieses Wachstum ist auf eine Erholung des chinesischen Marktes zurückzuführen, wobei im zweiten Quartal ein anhaltendes Wachstum erwartet wird, da die Lageraufstockung zunimmt. Counterpoint prognostiziert für das ganze Jahr ein Wachstum im mittleren Zehnerbereich für SMIC.
Nvidias Auswirkungen auf die Produktion
Nvidias neueste Prozessoren der Blackwell-Serie (GB200, B100, B200) Es wird erwartet, dass sich dieses Problem verschlimmert, indem sie noch mehr CoWoS-Kapazität verbrauchen. TSMC will seine monatliche Produktion bis Ende 2024 auf 40.000 Einheiten steigern, ein deutlicher Anstieg gegenüber dem Vorjahr.
Die Herstellung von HBM-Stacks wird immer komplexer, da mehr EUV-Schichten erforderlich sind, um schnellere HBM-Speicher aufzubauen.
SK Hynix, der führende HBM-Hersteller, verwendete eine einzige EUV-Schicht für seine 1α-Prozesstechnologie aber mit seinem 1β-Herstellungsprozess geht es auf drei-bis viermal mehr Schichten über. Dies könnte die Zykluszeiten verkürzen, wird aber die Kosten für neuen HBM3E-Speicher deutlich erhöhen.
Zukunftsaussichten und Innovationen
Jede neue Generation von HBM bringt einen Anstieg in die Anzahl der DRAM-Geräte. Während HBM2 vier bis acht DRAMs stapelt, erhöht HBM3/3E diese auf acht oder sogar zwölf Geräte, und HBM4 wird sie weiter auf 16 erhöhen, was die Komplexität der HBM-Speichermodule erneut erhöhen wird.
Als Antwort auf Angesichts dieser Herausforderungen suchen Branchenakteure nach alternativen Lösungen. Intel entwickelt beispielsweise rechteckige Glassubstrate, um herkömmliche 300-mm-Wafer-Interposer zu ersetzen. Allerdings wird dieser Ansatz erhebliche Forschungs-und Entwicklungsarbeiten sowie Zeit erfordern, bevor er zu einer brauchbaren Alternative werden kann, was den anhaltenden Kampf unterstreicht, den derzeit steigenden Anforderungen an die Produktion von KI-Prozessoren gerecht zu werden.
