Industri semikonduktor mengalami lonjakan permintaan akan teknologi terkait AI, seperti yang dilaporkan oleh Counterpoint Research. Tren ini diperkirakan akan terus berlanjut sepanjang tahun, menyoroti semakin pentingnya AI dalam mendorong pertumbuhan sektor.
Penyedia layanan cloud besar, termasuk AWS, Google, Meta, dan Microsoft, berencana memperluas infrastruktur AI mereka , dengan total belanja modal diproyeksikan mencapai $170 miliar pada tahun 2024. Lonjakan investasi ini meningkatkan permintaan akan prosesor AI dan memberi tekanan pada kapasitas produksi, khususnya di TSMC, yang kesulitan memenuhi permintaan teknologi CoWoS. CoWoS, atau Chip-on-Wafer-on-Substrate, adalah teknologi pengemasan semikonduktor canggih yang dirancang untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi komputasi kinerja tinggi (HPC) dan prosesor AI.
Ukuran yang lebih besar
Tumpukan HBM, atau tumpukan Memori Bandwidth Tinggi, adalah jenis teknologi memori canggih yang dirancang untuk menyediakan bandwidth yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan solusi memori tradisional. Teknologi HBM digunakan dalam komputasi kinerja tinggi (HPC), kecerdasan buatan (AI), unit pemrosesan grafis (GPU), dan aplikasi intensif data lainnya.
Seiring dengan berkembangnya area interposer, kapasitas untuk memenuhi Permintaan GPU berkurang, yang menyebabkan kekurangan kapasitas produksi CoWoS TSMC secara terus-menerus.
AI memacu Semikonduktor Pertumbuhan
Perusahaan pengecoran logam melaporkan peningkatan pendapatan sebesar 12 persen dari tahun ke tahun pada kuartal pertama tahun 2024. Namun, pertumbuhan ini dibatasi oleh penurunan sebesar 5 persen dari kuartal sebelumnya. Counterpoint Research mengaitkan kinerja yang beragam ini dengan lambatnya pemulihan permintaan semikonduktor non-AI, yang berdampak pada sektor-sektor seperti ponsel pintar, elektronik konsumen, IoT, otomotif, dan aplikasi industri.
Penyesuaian Strategis TSMC
TSMC telah menyesuaikan perkiraan pertumbuhannya untuk industri semikonduktor logika menjadi 10 persen untuk sisa tahun ini. Meskipun prospeknya konservatif, TSMC memperkirakan pendapatannya dari produk AI pusat data, khususnya GPU, akan meningkat lebih dari dua kali lipat. Perusahaan ini bergulat dengan permintaan yang tinggi dan tidak berharap dapat memenuhi kebutuhan produksi, bahkan dengan rencana untuk menggandakan kapasitas proses pengemasan multi-chip Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS).
Dibandingkan periode yang sama tahun lalu, pangsa pasar TSMC meningkat dari 61 persen menjadi 62 persen. Pemain terbesar kedua, Samsung, mengalami kenaikan pangsa pasar dari 11 persen menjadi 13 persen. Perusahaan Internasional Manufaktur Semikonduktor Tiongkok (SMIC) juga mengalami pertumbuhan, bergerak dari 5 persen menjadi 6 persen. United Microelectronics Corporation (UMC) mempertahankan pangsa pasar yang stabil sebesar 6 persen, sementara pangsa GlobalFoundries menurun dari 7 persen menjadi 5 persen.
Samsung dan SMIC: Kinerja dan Proyeksi
Pendapatan pengecoran Samsung menurun pada Q1 karena hingga faktor musiman yang mempengaruhi penjualan ponsel cerdas. Meskipun demikian, Galaxy S24 memiliki kinerja yang baik, meskipun permintaan untuk perangkat kelas menengah dan bawah masih lemah. Di tingkat grup, Samsung Electronics melaporkan peningkatan sebesar 68 persen tahun-ke-tahun pada Q1 2024, sebagian besar didorong oleh penjualan memori yang didorong oleh permintaan AI. Perusahaan memperkirakan peningkatan pendapatan pengecoran logam di Q2, dan memperkirakan pertumbuhan dua digit.
SMIC telah melampaui ekspektasi pasar, mengamankan posisi ketiga di antara pengecoran logam terkemuka untuk pertama kalinya. Pertumbuhan ini disebabkan oleh pemulihan pasar Tiongkok, dengan ekspektasi akan berlanjutnya pertumbuhan di Q2 seiring dengan meluasnya penyetokan ulang persediaan. Counterpoint memproyeksikan pertumbuhan SMIC di kalangan remaja pertengahan tahun ini.
Dampak Nvidia terhadap Produksi
Prosesor seri Blackwell terbaru dari Nvidia (GB200, B100, B200) diperkirakan akan memperburuk masalah ini dengan mengonsumsi lebih banyak kapasitas CoWoS. TSMC bertujuan untuk meningkatkan produksi bulanannya menjadi 40.000 unit pada akhir tahun 2024, peningkatan yang signifikan dibandingkan tahun sebelumnya.
Memproduksi tumpukan HBM menjadi semakin kompleks, karena diperlukan lebih banyak lapisan EUV untuk membangun memori HBM yang lebih cepat.
SK Hynix, pembuat HBM terkemuka, menggunakan satu lapisan EUV untuk teknologi proses 1α-nya tetapi berpindah ke lapisan tiga hingga empat kali lebih banyak dengan proses fabrikasi 1βnya. Hal ini dapat memangkas waktu siklus namun jelas akan meningkatkan biaya memori HBM3E baru.
Prospek dan Inovasi Masa Depan
Setiap generasi baru HBM menghadirkan peningkatan jumlah perangkat DRAM. Meskipun HBM2 menumpuk empat hingga delapan DRAM, HBM3/3E meningkatkannya menjadi delapan atau bahkan 12 perangkat, dan HBM4 akan menambahnya menjadi 16, yang sekali lagi akan meningkatkan kompleksitas modul memori HBM.
Sebagai respons terhadap tantangan ini, para pelaku industri mencari solusi alternatif. Intel, misalnya, sedang mengembangkan substrat kaca persegi panjang untuk menggantikan interposer wafer 300 mm tradisional. Namun, pendekatan ini memerlukan penelitian, pengembangan, dan waktu yang signifikan sebelum dapat menjadi alternatif yang layak, hal ini menunjukkan perjuangan yang sedang berlangsung untuk memenuhi meningkatnya permintaan produksi prosesor AI saat ini.
