(408) 844-7100 Pénuries accrues pour les plaquettes de silicium
Ingénierie des semi-conducteurs
16 septembre 2021
Les livraisons de plaquettes de silicium ont connu un rythme torride et record au premier semestre 2021, où la demande continue de dépasser l'surfre.
Qu'est-ce qui attend donc les acheteurs de gaufres pour le reste de l'année 2021 et au-delà ? "À l'heure actuelle, l'environnement général des prix des wafers devient plus favorable aux fournisseurs de wafers en raison de l'augmentation de la demande. L'surfre se resserre et le prix de vente moyen augmente par rapport au premier semestre de l'année 21", a déclaré Sungho Yoon, directeur de recherche chez SEMI.
Néanmoins, les plaquettes de silicium constituent un élément fondamental du secteur des semi-conducteurs. Chaque fabricant de puces a besoin de les acheter dans une taille ou une autre, comme 200 mm, 300 mm et autres. Les vendeurs de plaquettes de silicium produisent et vendent des plaquettes de silicium nues ou brutes aux fabricants de puces, qui les transforment à leur tour en puces.
Les fournisseurs de plaquettes de silicium fabriquent différents types de plaquettes, dont les plaquettes épitaxiales et les plaquettes polies. Utilisées pour les dispositifs logiques, les plaquettes épitaxiées consistent en une couche de silicium monocristallin cultivée sur le substrat. Les plaquettes polies sont utilisées pour les mémoires. Elles nécessitent des substrats ultrapurs avec des surfaces planes et propres.
Selon GlobalWafers, Shin-Etsu est le plus grand fabricant mondial de plaquettes de silicium avec 29,4 % des parts, suivi par le Japonais Sumco (21,9 %), GlobalWafers (15,2 %), Siltronic (11,5 %), SK Siltron (11,4 %) et Soitec (5,5 %). Plusieurs acteurs chinois sont également présents sur le marché des plaquettes de silicium.
En 2020, l'entreprise allemande Wacker a annoncé son intention de vendre sa participation de 30,8 % dans le fabricant de plaquettes de silicium Siltronic à l'entreprise taïwanaise GlobalWafers. GlobalWafers prendra ainsi le contrôle de Siltronic. L'opération doit encore être approuvée par divers organismes de réglementation.
Le secteur des plaquettes de silicium est cyclique. En période de ralentissement, les fournisseurs sont confrontés à une surcapacité, à une baisse des prix de vente conseillés et à des pertes d'exploitation. Les fournisseurs apprécient certainement les périodes de reprise, mais ces cycles sont également difficiles.
Après un repli en 2019, le marché des plaques de silicium a rebondi en 2020. Des pénuries sont apparues pour certaines plaquettes, à savoir l'épi. "En 2020, les expéditions de plaquettes de silicium ont augmenté de 5 % par rapport à 2019 ; cependant, les revenus du marché du silicium sont restés stables par rapport à 2019 en raison de la faiblesse des prix au premier semestre 2020", a déclaré Inna Skvortsova, analyste chez SEMI.
Au début de l'année 2020, le marché des semi-conducteurs était globalement prometteur, mais le marché des circuits intégrés a chuté en raison de l'apparition de la pandémie de Covid-19. Tout au long de l'année 2020, différents pays ont mis en œuvre un certain nombre de mesures pour atténuer les effets de l'épidémie, telles que le maintien au foyer et la fermeture d'entreprises. Mais à la mi-2020, le marché des circuits intégrés a rebondi, car l'économie du surplace a stimulé la demande d'ordinateurs, de tablettes et de téléviseurs. La demande de puces a donc explosé. La demande de plaquettes de silicium a également augmenté.
La demande de puces s'est poursuivie jusqu'en 2021. Des pénuries de puces ont commencé à apparaître, ce qui a eu des répercussions sur les marchés de l'automobile, des ordinateurs et des smartphones.
La demande de plaquettes de silicium est en plein essor. Les expéditions mondiales de plaquettes de silicium ont augmenté de 4 % pour atteindre 3 337 millions de pouces carrés au premier trimestre 2021 par rapport au quatrième trimestre 2020, dépassant le précédent record historique établi au troisième trimestre 2018, selon le SEMI Silicon Manufacturers Group (SMG). Les expéditions de plaques de silicium du premier trimestre 2021 ont connu une croissance de 14 % par rapport aux 2 920 millions de pouces carrés enregistrés au cours du même trimestre de l'année dernière, selon le SMG.
Ensuite, les livraisons de surfaces de silicium ont augmenté de 6 % pour atteindre 3 534 millions de pouces carrés au deuxième trimestre 2021, dépassant le record historique établi au premier trimestre, selon SMG. Les livraisons de plaques de silicium du deuxième trimestre 2021 ont augmenté de 12 % par rapport aux 3 152 millions de pouces carrés enregistrés au cours du même trimestre de l'année dernière.
Au cours du premier semestre 2021, le marché des plaques de silicium a connu une situation contrastée. "Le marché des plaques épitaxiées de 300 mm était dans une situation où la capacité d'approvisionnement restait insuffisante. La demande de plaquettes polies de 300 mm a augmenté même s'il n'y a pas eu de pénurie de l'surfre", a déclaré M. Yoon de SEMI. "En ce qui concerne les produits de 200 mm, les expéditions totales de plaquettes de 200 mm ont fortement augmenté au cours du premier semestre de l'année 21. Cette augmentation est due à la fois à la forte demande des fonderies et à l'accumulation des stocks. Il y a eu une demande supplémentaire par rapport au volume contractuel".
Aujourd'hui, les acheteurs de plaquettes de silicium de différents types sont confrontés à une surfre restreinte et à des prix de vente moyens en hausse. "En outre, les principaux fournisseurs de plaquettes de silicium ne peuvent pas augmenter de manière significative l'surfre de plaquettes en raison de l'espace limité des salles blanches, ce qui pourrait soutenir davantage les tendances des prix des plaquettes en 2022", a déclaré M. Yoon. "De plus, des prix LTA (accord à long terme) supplémentaires sont nécessaires pour les nouvelles fonderies et les usines de mémoire qui seront mises en service au cours des deux prochaines années.
Dans le secteur des plaquettes de silicium, surtout en période de prospérité, les clients signent des accords à long terme pour s'assurer un approvisionnement stable à long terme.
Pourtant, la question est claire : les fournisseurs augmentent-ils leur capacité pour répondre à la demande ? "Les principaux fabricants de plaquettes ont commencé à envisager sérieusement des investissements sur site propre en 300 mm afin de faire face à la demande croissante, comme le montrent les annonces de résultats de fabricants de plaquettes tels que Shin-Etsu et Sumco", a déclaré M. Yoon. "Par ailleurs, Siltronic a surficiellement déclaré qu'elle avait décidé d'investir dans un nouveau site à Singapour en juillet dernier. En fin de compte, les cinq principaux fournisseurs de plaques augmenteront leur capacité de production de plaques épitaxiées de 300 mm cette année dans le cadre d'investissements sur site vierge. Entre-temps, certains fournisseurs, outre Siltronic, commenceront à se préparer à l'aménagement de nouvelles salles blanches, ce qui est rendu possible par les projets de création de nouvelles installations."
La construction de nouvelles capacités de production de plaquettes est risquée. Si les fournisseurs construisent trop de capacités, ils se retrouvent dans une situation cauchemardesque de surcapacité et de chute des prix. Mais ne pas construire de capacité est également problématique : un fournisseur pourrait perdre des clients.
Les fournisseurs de plaquettes de silicium sont confrontés à ces défis et à d'autres depuis des décennies. Cela ne changera pas de sitôt. Ce secteur a toujours été exigeant et difficile.