ซัพพลายเออร์วัสดุของญี่ปุ่นขยายกำลังรองรับความต้องการชิป 2 นาโนเมตร

การแข่งขันครั้งใหม่ที่ระดับ 2 นาโนเมตร และเหตุใดวัสดุจึงมีความสำคัญ

ผู้พัฒนาวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ของญี่ปุ่นกำลังขยายธุรกิจ ขณะที่ผู้ผลิตชิปทั่วโลกเร่งมุ่งสู่การผลิตชิปตรรกะขนาด 2 นาโนเมตรในปริมาณมาก การแข่งขันเพื่อสร้างลวดลายขนาดเล็กลงได้รับแรงขับเคลื่อนจากความต้องการด้านปัญญาประดิษฐ์ การประมวลผลสมรรถนะสูง และระบบยานยนต์ขั้นสูง วัสดุคือรากฐานสำคัญที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังการเปลี่ยนผ่านนี้ เวเฟอร์ โฟโตเรซิสต์ ตัวทำละลาย ก๊าซ กาว และเรซินทุกชนิดต้องเป็นไปตามค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบลง มาตรฐานความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้น และความสม่ำเสมอที่เข้มงวดกว่าโหนดรุ่นก่อน ซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นซึ่งได้รับความไว้วางใจมาอย่างยาวนานในด้านคุณภาพและความแม่นยำ มองเห็นโอกาสเติบโตจากจุดนี้

ที่ระดับ 2 นาโนเมตร ผู้ผลิตชิปชั้นนำกำลังนำทรานซิสเตอร์แบบเกตล้อมรอบทุกด้าน (GAA) และสถาปัตยกรรมชิปที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นมาใช้ GAA ช่วยควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าภายในทรานซิสเตอร์ได้ดีขึ้น จึงช่วยลดกระแสรั่วไหลและการใช้พลังงานในระดับขนาดที่เล็กมาก การออกแบบเหล่านี้ต้องใช้เคมีของโฟโตเรซิสต์สำหรับการพิมพ์ลายด้วยแสงอัลตราไวโอเลตระดับสุดขั้ว (EUV) กรดและตัวทำละลายความบริสุทธิ์สูง เวเฟอร์ซิลิคอนที่แบนราบเป็นพิเศษ และวัสดุบรรจุภัณฑ์เฉพาะทาง ทุกขั้นตอนมีกรอบกระบวนการที่แคบ ประสิทธิภาพของวัสดุที่สม่ำเสมอจึงเป็นปัจจัยชี้ขาดต่ออัตราผลผลิต

การลงทุนของซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นมุ่งรองรับจุดเปลี่ยนนี้ Tokyo Ohka Kogyo วางแผนสร้างโรงงานผลิตโฟโตเรซิสต์และสารเคมีความบริสุทธิ์สูงแห่งใหม่ใกล้กรุงโซล เพื่อสนับสนุนโรงหล่อชั้นนำในเอเชีย Adeka กำลังปรับปรุงอุปกรณ์สำหรับสารเคมีเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง ส่วน Shin-Etsu Chemical และ SUMCO ผู้นำด้านเวเฟอร์ซึ่งรวมกันจัดหาเวเฟอร์ซิลิคอนขนาด 300 มม. ในสัดส่วนสูง กำลังปรับแต่งแผ่นฐานให้มีความแบนราบมากขึ้นและลดความหนาแน่นของตำหนิ ตามข้อกำหนดของการสร้างลวดลายระดับ 2 นาโนเมตร ขณะเดียวกัน ความต้องการวัสดุบรรจุภัณฑ์ก็เพิ่มขึ้น เมื่อผู้ผลิตชิปเชื่อมต่อหน่วยประมวลผลกับหน่วยความจำแบนด์วิดท์สูงในรูปแบบที่มีความหนาแน่นสูงสำหรับระบบ AI ความเคลื่อนไหวเหล่านี้สอดคล้องกับกรอบเวลาของอุตสาหกรรม ซึ่ง TSMC, Samsung และ Intel กำลังผลักดันโหนดใหม่ ขณะที่ Rapidus ของญี่ปุ่นตั้งเป้าเริ่มผลิตชิป 2 นาโนเมตรภายในประเทศในทศวรรษนี้

ใครกำลังลงทุน และกำลังการผลิตเติบโตที่ใด

การใช้จ่ายลงทุนของบริษัทวัสดุญี่ปุ่นกำลังขยายไปทั่วทั้งกระบวนการผลิตชิปส่วนหน้าและส่วนหลัง เป้าหมายระยะใกล้คือการรองรับการผลิต 2 นาโนเมตรระลอกแรกที่โรงหล่อต่างประเทศ พร้อมเตรียมรับความต้องการใหม่ในประเทศจาก Rapidus และโครงการอื่น ๆ ในญี่ปุ่น การลงทุนดังกล่าวสะท้อนการเปลี่ยนแปลงในภาพกว้างของประเทศ ซึ่งต้องการทวงคืนบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง โดยมุ่งเน้นจุดแข็ง โดยเฉพาะด้านวัสดุและอุปกรณ์

โฟโตเรซิสต์และสารเคมีความบริสุทธิ์สูง

Tokyo Ohka Kogyo ผู้นำระดับโลกด้านโฟโตเรซิสต์ วางแผนสร้างโรงงานแห่งใหม่ใกล้กรุงโซล ซึ่งประกอบด้วยโรงงานผลิตโฟโตเรซิสต์ EUV และโรงงานสารเคมีความบริสุทธิ์สูง การฉายแสง EUV ใช้แสงที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก โฟโตเรซิสต์จึงต้องมีทั้งความไวสูง ความขรุขระของขอบเส้นลายต่ำ และการปนเปื้อนน้อยที่สุด การควบคุมกระบวนการที่ระดับ 2 นาโนเมตรแทบไม่เปิดช่องให้เกิดข้อผิดพลาด ทำให้ต้องยกระดับมาตรฐานการปรับสูตรโฟโตเรซิสต์และการบำบัดหลังเคลือบ บริษัทต่าง ๆ ยังเพิ่มกำลังการผลิตสารพัฒนาโฟโตเรซิสต์ สารลอกฟิล์ม และสารเคมีทำความสะอาด เพราะการล้างเพิ่มอีกครั้งหรือโลหะปริมาณเล็กน้อยก็อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้

เวเฟอร์ สารขัดเงา และก๊าซเฉพาะทาง

Shin-Etsu Chemical และ SUMCO จัดหาเวเฟอร์ขนาด 300 มม. ในสัดส่วนสูงของตลาดโลก และผลิตภัณฑ์ของทั้งสองบริษัทเป็นรากฐานของความแม่นยำในการพิมพ์ลายที่โหนดขั้นสูง ที่ระดับ 2 นาโนเมตร ความแบนราบของเวเฟอร์ การควบคุมอนุภาค และความสมบูรณ์ของผลึกต้องพัฒนาขึ้นอีก ทั้งสำหรับการสร้างลวดลายในกระบวนการส่วนหน้าและกระบวนการด้านหลังที่อยู่ระหว่างการศึกษา วัสดุสิ้นเปลืองอย่างสารขัดเงาเชิงกลและเคมีก็กำลังพัฒนาไปพร้อมกัน เพื่อให้ขัดเนื้อวัสดุออกได้สม่ำเสมอทั่วลวดลายที่มีความหนาแน่นสูงขึ้น ส่วนก๊าซเฉพาะทางสำหรับการเคลือบและการกัดลายก็ต้องมีความบริสุทธิ์สูงขึ้น เพื่อป้องกันปฏิกิริยาที่รบกวนโครงสร้าง GAA

วัสดุบรรจุภัณฑ์ก้าวสู่บทบาทสำคัญ

เมื่อกำลังประมวลผลของชิปและแบนด์วิดท์หน่วยความจำเพิ่มขึ้น บรรจุภัณฑ์ขั้นสูงจึงกลายเป็นปัจจัยที่ช่วยยกระดับสมรรถนะ บริษัทญี่ปุ่นอย่าง Ajinomoto Fine-Techno (เป็นที่รู้จักดีจากฟิล์มสร้างชั้น ABF), Resonac, Nissan Chemical, Sumitomo Bakelite และ Namics กำลังขยายการผลิตวัสดุอุดช่องว่าง วัสดุห่อหุ้ม กาวยึดชั่วคราว และเรซินเพื่อควบคุมการบิดงอ ความร่วมมือ JOINT2 ซึ่งรวบรวมผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุ Rapidus และศูนย์เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ล้ำสมัยของญี่ปุ่น กำลังพัฒนากระบวนการบรรจุภัณฑ์ 3 มิติที่ช่วยให้ชิปอยู่ในแนวตรงและมีเสถียรภาพทางความร้อน เครื่องมือความแม่นยำจากผู้ผลิตอุปกรณ์ญี่ปุ่นสนับสนุนการเปลี่ยนแปลงนี้ ทำให้บรรจุภัณฑ์เป็นทั้งโจทย์ด้านวัสดุและศาสตร์ทางวิศวกรรม

เจาะลึกความท้าทายของ 2 นาโนเมตร

การก้าวจากโหนดชั้นนำในปัจจุบันสู่ 2 นาโนเมตร ไม่ใช่แค่การย่อขนาดตารางลวดลาย GAA เปลี่ยนรูปทรงของทรานซิสเตอร์ด้วยการหุ้มเกตรอบนาโนชีตหรือนาโนไวร์ วิธีนี้ช่วยให้เกตควบคุมได้ดีขึ้นและรักษาสมรรถนะไว้ได้ในขนาดที่เล็กมาก แต่ก็ต้องเลือกใช้ไดอิเล็กทริกค่า k สูง เกตโลหะ และโลหะปรับแต่งฟังก์ชันงานอย่างพิถีพิถัน รวมถึงควบคุมสภาพแวดล้อมในห้องปลอดฝุ่นอย่างเข้มงวด การปนเปื้อนแม้เพียงเล็กน้อยอาจเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขีดเริ่มต้นหรือก่อให้เกิดทางเดินกระแสรั่วไหลได้

การพิมพ์ลายด้วยแสง EUV เป็นอีกเสาหลักหนึ่ง ลวดลายที่ระดับ 2 นาโนเมตรต้องใช้ขั้นตอนการพิมพ์หลายรูปแบบที่ซับซ้อนขึ้น ขณะที่เครื่องมือ EUV รุ่นใหม่ที่มีค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขสูงจะยกระดับความละเอียดได้อีก ข้อกำหนดด้านเคมีของโฟโตเรซิสต์ สูตรการอบหลังฉายแสง และการตรวจสอบตำหนิจึงสูงขึ้น โฟโตเรซิสต์ต้องสร้างสมดุลระหว่างความไว ความละเอียด และความขรุขระ พร้อมลดตำหนิที่เกิดขึ้นแบบสุ่มให้น้อยที่สุด ส่วนตัวทำละลายและสารเคมีล้างที่ใช้กับโฟโตเรซิสต์เหล่านั้นต้องไม่กัดกร่อนหรือทำให้ลวดลายละเอียดอ่อนพองตัว

ปัจจุบันบรรจุภัณฑ์เป็นการตัดสินใจสำคัญตั้งแต่ขั้นออกแบบ ตัวเร่งความเร็ว AI จับคู่ไดคำนวณกับกองหน่วยความจำแบนด์วิดท์สูง โดยใช้เทคนิค 2.5D และ 3D อินเตอร์โพเซอร์ ไมโครบัมพ์ เสาทองแดง และทางเชื่อมผ่านซิลิคอนสร้างข้อกำหนดใหม่ให้กับกาว ฟิล์มยึดได และวัสดุเชื่อมต่อความร้อน สารประกอบเหล่านี้ควบคุมความเค้น ลดการบิดงอ และระบายความร้อนออกจากชุดประกอบที่มีความหนาแน่นสูง เป้าหมายสมรรถนะที่ระดับ 2 นาโนเมตรจะไปไม่ถึง หากไม่มีวัสดุบรรจุภัณฑ์ที่เชื่อถือได้และทนทานต่อรอบการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและการใช้งานระยะยาว

Rapidus การสนับสนุนจากรัฐบาล และระบบนิเวศภายในประเทศ

Rapidus เป็นศูนย์กลางของแผนญี่ปุ่นในการผลิตชิป 2 นาโนเมตรภายในประเทศ บริษัทเริ่มการผลิตนำร่องที่เมืองชิโตเสะ จังหวัดฮอกไกโด ในเดือนเมษายน 2025 และได้สาธิตองค์ประกอบหลักของอุปกรณ์ GAA ระดับ 2 นาโนเมตรร่วมกับพันธมิตรแล้ว บริษัทตั้งเป้าส่งมอบตัวอย่างให้ลูกค้าหลังการผลิตต้นแบบ และมุ่งสู่การผลิตจำนวนมากในปี 2027 รัฐบาลให้คำมั่นสนับสนุนเงินมากกว่า 1.7 ล้านล้านเยน และจัดตั้งกลไกใหม่สำหรับการลงทุนและการค้ำประกันเงินกู้ ผู้กำหนดนโยบายยังพยายามกำหนดมาตรการคุ้มครอง รวมถึงเงื่อนไขผูกกับเงินทุนสาธารณะเพื่อปกป้องเทคโนโลยีสำคัญและธรรมาภิบาลของบริษัท

Atsuyoshi Koike ประธาน Rapidus อธิบายขนาดของภารกิจนี้อย่างตรงไปตรงมา โดยชี้ว่าการเรียนรู้เพื่อเพิ่มอัตราผลผลิตและความน่าเชื่อถือคืออุปสรรคชี้ขาดก่อนจะผลิตได้อย่างมีเสถียรภาพในปริมาณมาก

การพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตจำนวนมากเป็นเรื่องยากอย่างยิ่ง โดยการยืนยันอัตราผลผลิตและการรับประกันความน่าเชื่อถือเป็นอุปสรรคสำคัญ

เดิมพันครั้งนี้มีความหมายมากกว่าบริษัทเดียว หากญี่ปุ่นไม่สามารถเป็นฐานการผลิตชิปตรรกะระดับแนวหน้าได้ ความเสี่ยงที่ซัพพลายเออร์อุปกรณ์และวัสดุจะย้ายกำลังการผลิตไปต่างประเทศเพื่ออยู่ใกล้ลูกค้าก็จะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ โครงการ Rapidus จึงได้รับการออกแบบให้เป็นแพลตฟอร์มของระบบนิเวศในวงกว้าง โดยมีการพัฒนาร่วมกันตั้งแต่วัสดุ มาตรวิทยา การพิมพ์ลาย ไปจนถึงบรรจุภัณฑ์ บริษัทกำลังทดลองใช้กระบวนการผลิตแบบเวเฟอร์เดี่ยวหรือแบบแบตช์เพื่อเร่งการป้อนกลับและย่นรอบการเรียนรู้ พร้อมเดินหน้าแนวทางบูรณาการกระบวนการส่วนหน้าและส่วนหลัง เพื่อให้ส่งมอบงานแก่ลูกค้าในตลาดเฉพาะกลุ่มได้รวดเร็วยิ่งขึ้น

บุคลากรยังคงเป็นข้อจำกัด Rapidus ส่งวิศวกรไปยังห้องปฏิบัติการของพันธมิตรเพื่อเรียนรู้กระบวนการขั้นสูง พร้อมสรรหาบุคลากรทั้งในประเทศและต่างประเทศ บริษัทวัสดุกำลังทำเช่นเดียวกัน โดยสร้างทีมใกล้โรงงานผลิตของลูกค้าในญี่ปุ่นและเกาหลี เพื่อรองรับการทดลองที่รวดเร็วและการปรับแต่งกระบวนการ ณ สถานที่ผลิต

ผู้เล่นระดับโลกในญี่ปุ่นและแรงดึงดูดต่อซัพพลายเออร์ท้องถิ่น

การขยายตัวของอุตสาหกรรมวัสดุญี่ปุ่นเชื่อมโยงกับการตั้งฐานการผลิตใหม่ภายในประเทศ บริษัทย่อยของ TSMC ในจังหวัดคุมาโมโตะกำลังขยายกิจการด้วยโรงงานแห่งที่สอง ซึ่งเพิ่มความต้องการเวเฟอร์ สารเคมี และโฟโตเรซิสต์ในภูมิภาค การจัดซื้อจากท้องถิ่นช่วยลดระยะเวลารอและยกระดับการควบคุมคุณภาพ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการเพิ่มกำลังผลิตของโหนดใหม่

Samsung ก็กำลังขยายฐานในญี่ปุ่นเช่นกัน บริษัทวางแผนเปิดศูนย์วิจัยบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงในโยโกฮามา โดยมีเป้าหมายพัฒนาการเชื่อมต่อระหว่างหน่วยประมวลผลและหน่วยความจำสำหรับงาน AI ห้องปฏิบัติการจะประสานงานกับซัพพลายเออร์วัสดุและอุปกรณ์ของญี่ปุ่น รวมถึงมหาวิทยาลัย เพื่อเสริมความเชื่อมโยงระหว่างงานวิจัย สายการผลิตนำร่อง และกระบวนการเชิงพาณิชย์ สำหรับผู้นำด้านบรรจุภัณฑ์อย่าง Namics และ Resonac การอยู่ใกล้โครงการวิจัยและพัฒนาของลูกค้ารายใหญ่เปิดทางโดยตรงให้ร่วมพัฒนาวัสดุอุดช่องว่าง ฟิล์มยึดได และเรซินที่ลดการบิดงอรุ่นใหม่

การลงทุนเหล่านี้ทำให้ญี่ปุ่นเป็นศูนย์กลางวัสดุขั้นสูงที่แข็งแกร่งขึ้น แม้การผลิตเวเฟอร์ระดับ 2 นาโนเมตรหลัก ๆ ยังคงกระจายอยู่ในหลายภูมิภาค โรงหล่อทั่วโลกยังต้องพึ่งพาเวเฟอร์ โฟโตเรซิสต์ และวัสดุสิ้นเปลืองจากญี่ปุ่น ความต้องการจากต่างประเทศที่ประกบกับฐานการผลิตใหม่ในประเทศจึงสร้างฐานลูกค้าที่กว้างขึ้นให้แก่ซัพพลายเออร์ท้องถิ่น

ความหมายของ 2 นาโนเมตรต่อ AI ยานยนต์ และการใช้พลังงาน

งานฝึกและประมวลผลอนุมานของ AI กำลังผลักดันให้ศูนย์ข้อมูลเข้าใกล้ขีดจำกัดด้านพลังงานและการระบายความร้อน ชิป 2 นาโนเมตรที่ทำงานร่วมกับบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงและหน่วยความจำแบนด์วิดท์สูงมีเป้าหมายเพิ่มจำนวนการคำนวณต่อวัตต์ ซึ่งอาจลดค่าไฟและรอยเท้าคาร์บอนของผู้ให้บริการคลาวด์ พร้อมรองรับโมเดลขนาดใหญ่ขึ้นและการประมวลผลอนุมานที่รวดเร็วขึ้นสำหรับผู้ใช้ ในอุปกรณ์เอดจ์ ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นช่วยให้หุ่นยนต์ ระบบอุตสาหกรรม อุปกรณ์สวมใส่ และเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านมีความสามารถด้านอัจฉริยะบนอุปกรณ์มากขึ้น

บริษัทด้านยานยนต์ต้องการระบบประมวลผลที่เชื่อถือได้สำหรับระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่และฟีเจอร์ขับขี่อัตโนมัติในอนาคต อีกทั้งยังต้องใช้ชิปที่ทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิและมีอายุการใช้งานยาวนาน วัสดุสำหรับบรรจุภัณฑ์และการเชื่อมต่อมีบทบาทสำคัญต่อความน่าเชื่อถือดังกล่าว อุตสาหกรรมญี่ปุ่นในวงกว้าง ซึ่งรวมถึงผู้ผลิตรถยนต์และบริษัทอิเล็กทรอนิกส์ กำลังจับตาความคืบหน้าของ 2 นาโนเมตรอย่างใกล้ชิด เพราะการเข้าถึงชิปตรรกะชั้นนำภายในประเทศช่วยเร่งการออกแบบร่วมและทำให้ห่วงโซ่อุปทานสั้นลง

สำหรับเป้าหมายระดับชาติด้านการสื่อสาร สาธารณสุข และการป้องกันประเทศ กำลังการผลิตระดับ 2 นาโนเมตรช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น หากมีระบบประมวลผลสำคัญจากมากกว่าหนึ่งภูมิภาค ผู้ผลิตระบบก็สามารถกระจายแหล่งจัดหาได้ ความเชี่ยวชาญด้านวัสดุเฉพาะทางของญี่ปุ่นช่วยเพิ่มอำนาจต่อรองภายในรูปแบบการผลิตหลายภูมิภาคนี้

ความเสี่ยง ข้อจำกัด และการปรับตัวของซัพพลายเออร์

การขยายสู่ระดับ 2 นาโนเมตรมาพร้อมความเสี่ยงที่ทราบกันดี การเริ่มผลิตในโหนดใหม่มักเผชิญความผันผวนของอัตราผลผลิต ข้อจำกัดด้านอุปกรณ์สำคัญ และแรงกดดันด้านต้นทุน เครื่องมือ EUV ที่มีค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขสูงและชุดโฟโตเรซิสต์ที่ใช้ร่วมกันต้องได้สูตรการผลิตที่เสถียร การจัดหาวิศวกรที่มีทักษะเพียงพอเป็นความท้าทายทั่วทั้งอุตสาหกรรม และการแข่งขันแย่งชิงบุคลากรก็ดุเดือด เงินทุนเป็นอีกปัจจัยหนึ่ง การสร้างห่วงโซ่การผลิต 2 นาโนเมตรให้ครบวงจรต้องใช้เงินลงทุนหลายล้านล้านเยน จึงจำเป็นต้องอาศัยทั้งการสนับสนุนจากภาครัฐและการลงทุนเอกชนต่อเนื่องหลายปี

บริษัทวัสดุกำลังปรับตัวด้วยแนวทางสำคัญหลายประการ โดยตั้งกำลังการผลิตใกล้โรงงานของลูกค้าในเอเชียและญี่ปุ่น เพื่อรองรับการทดลองที่รวดเร็วและการส่งมอบแบบทันเวลาพอดี อีกทั้งลงทุนในเคมีภัณฑ์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ระบบนำกลับมาใช้ใหม่ และการบำบัดน้ำ เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อม หลายบริษัทกำลังขยายความร่วมมือด้านการวิจัยกับมหาวิทยาลัยและศูนย์วิจัยและพัฒนา เพื่อเร่งปรับสูตรโฟโตเรซิสต์ EUV ฟิล์มค่าคงที่ไดอิเล็กทริกต่ำ และสารประกอบบรรจุภัณฑ์ที่นำความร้อนได้ดี ซัพพลายเออร์บางรายกำลังพิจารณากิจการร่วมค้าเพื่อแบ่งปันความเสี่ยงจากโรงงานที่มีต้นทุนสูง

การแข่งขันยังคงเป็นระดับโลก โรงหล่อจีนกำลังขยายการผลิตในโหนดที่เติบโตเต็มที่แล้ว และอาจส่งผลต่อราคาและรูปแบบการจัดหาวัสดุ ส่วนโหนดขั้นสูง TSMC, Samsung และ Intel จะเป็นผู้กำหนดมาตรฐานกระบวนการที่ซัพพลายเออร์วัสดุต้องทำให้ได้ บริษัทที่พิสูจน์คุณภาพสม่ำเสมอได้ในระดับการผลิตจำนวนมาก พร้อมช่วยลูกค้าลดตำหนิและความแปรปรวน จะมีโอกาสเพิ่มส่วนแบ่งตลาด

แนวโน้มบทบาทผู้นำด้านวัสดุของญี่ปุ่น

ญี่ปุ่นมุ่งฟื้นฟูสถานะในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ด้วยการครองส่วนสำคัญของห่วงโซ่การผลิตในด้านที่ตนแข็งแกร่ง วัสดุคือหัวใจสำคัญ เมื่อ Tokyo Ohka Kogyo, Adeka, Shin-Etsu, SUMCO, Ajinomoto Fine-Techno, Resonac, Namics และบริษัทอื่น ๆ ขยายกำลังการผลิต ประเทศจึงอยู่ในตำแหน่งที่จะสนับสนุนโรงงานผลิต 2 นาโนเมตรระลอกแรกในต่างประเทศและกำลังการผลิตใหม่ในประเทศ เป้าหมายของรัฐบาลที่ต้องการเพิ่มยอดขายเซมิคอนดักเตอร์ในประเทศภายในปี 2030 ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าทั้งสองด้านจะเดินหน้า โดยมีพันธมิตรวิจัยและเงินอุดหนุนช่วยลดช่องว่าง

หมุดหมายที่ควรจับตา ได้แก่ ความพร้อมของต้นแบบ Rapidus และการเริ่มติดต่อกับลูกค้า การส่งมอบโฟโตเรซิสต์ EUV และสารเคมีความบริสุทธิ์สูงรุ่นใหม่สำหรับเครื่องมือที่มีค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขสูง ความก้าวหน้าด้านเรซินและกาวสำหรับบรรจุภัณฑ์ 3 มิติภายใต้ความร่วมมือ JOINT2 และความคืบหน้าการก่อสร้างส่วนขยายโรงงาน TSMC ในคุมาโมโตะและโรงงานบรรจุภัณฑ์ของ Samsung ในโยโกฮามา สัญญาณแต่ละอย่างสะท้อนความต้องการวัสดุญี่ปุ่นที่เพิ่มขึ้น

บทบาทของญี่ปุ่นในระดับ 2 นาโนเมตรจะไม่ได้ขึ้นอยู่กับโรงงานแห่งใดแห่งหนึ่ง แต่ขึ้นอยู่กับความน่าเชื่อถือของระบบนิเวศวัสดุ ตั้งแต่เวเฟอร์ สารเคมี ไปจนถึงบรรจุภัณฑ์ หากซัพพลายเออร์รักษาคุณภาพและสร้างนวัตกรรมร่วมกับลูกค้าได้ ก็จะกลายเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ในยุคถัดไปของการผลิตชิป

ประเด็นสำคัญ

• ซัพพลายเออร์วัสดุญี่ปุ่นเพิ่มการใช้จ่ายลงทุนเพื่อรองรับการผลิตชิป 2 นาโนเมตร โดยมุ่งเป้าทั้งโรงหล่อต่างประเทศและโครงการใหม่ในญี่ปุ่น
• Tokyo Ohka Kogyo วางแผนสร้างโรงงานโฟโตเรซิสต์ EUV และสารเคมีความบริสุทธิ์สูงแห่งใหม่ใกล้กรุงโซล ขณะที่ Adeka ปรับปรุงอุปกรณ์สำหรับสารเคมีผลิตชิปขั้นสูง
• Shin-Etsu Chemical และ SUMCO ซึ่งรวมกันครองส่วนแบ่งตลาดเวเฟอร์ขนาด 300 มม. ทั่วโลกในสัดส่วนสูง กำลังปรับแต่งแผ่นฐานให้เป็นไปตามค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบลงของ 2 นาโนเมตร
• วัสดุบรรจุภัณฑ์เป็นเป้าหมายการเติบโต โดย Ajinomoto Fine-Techno, Resonac, Sumitomo Bakelite, Namics และบริษัทอื่น ๆ ลงทุนในวัสดุอุดช่องว่าง กาว และเรซินที่ช่วยลดการบิดงอ
• ความร่วมมือ JOINT2 เชื่อมโยงผู้ผลิตวัสดุกับ Rapidus และศูนย์เทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ล้ำสมัย เพื่อพัฒนาบรรจุภัณฑ์ 3 มิติสำหรับชิปยุค AI
• Rapidus เริ่มการผลิตนำร่องในปี 2025 และตั้งเป้าผลิตจำนวนมากในปี 2027 โดยได้รับเงินทุนสาธารณะมากกว่า 1.7 ล้านล้านเยน พร้อมมาตรการคุ้มครองเทคโนโลยีสำคัญ
• TSMC กำลังขยายกิจการในคุมาโมโตะ ส่วน Samsung วางแผนตั้งศูนย์วิจัยและพัฒนาบรรจุภัณฑ์ในโยโกฮามา ซึ่งจะเพิ่มความต้องการวัสดุและเครื่องมือญี่ปุ่นในท้องถิ่น
• การผลิตระดับ 2 นาโนเมตรต้องใช้ทรานซิสเตอร์ GAA พัฒนาโฟโตเรซิสต์ EUV และความบริสุทธิ์สูงเป็นพิเศษในทุกขั้นตอน ทำให้ต้องยกระดับความสม่ำเสมอของวัสดุและการควบคุมตำหนิ
• ความเสี่ยงรวมถึงการเรียนรู้เพื่อเพิ่มอัตราผลผลิต ความพร้อมของอุปกรณ์ การขาดแคลนบุคลากร และความต้องการเงินทุน แต่ซัพพลายเออร์กำลังตอบสนองด้วยการเพิ่มกำลังผลิตในท้องถิ่น กระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และความร่วมมือด้านการวิจัยและพัฒนาที่ลึกซึ้งขึ้น