Guosheng Securities: A procura de chips avançados impulsionada por IA aumenta significativamente, o setor de wafers de silício continua a recuperar-se

A Guosheng Securities publicou um relatório de pesquisa, afirmando que, com base nos cálculos da SUMCO, a procura de wafers de silício de 12 polegadas para AI servers é 3,8 vezes a de servidores do tipo geral. Novos produtos e novas tecnologias geram um consumo maior de wafers de silício de 12 polegadas; para a mesma capacidade de armazenamento, a procura de wafers de silício de 12 polegadas por parte de HBM é 3 vezes a dos principais produtos de DRAM. Atualmente, o mercado de wafers está monopolizado por fabricantes estrangeiros, como a Shin-Etsu e a SUMCO, e as empresas do continente chinês detêm uma quota menor, existindo um grande espaço de mercado. Além disso, neste momento, já surgiu uma escassez de fornecimento de DRAM; sob o impulso do ritmo de crescimento da procura, os fabricantes de memórias começaram a demonstrar intenção de garantir o fornecimento futuro de wafers, e a Shin-Etsu Chemical prevê que, no futuro, a quantidade de wafers relacionados com IA expedida aumentará significativamente.

As principais conclusões da Guosheng Securities são as seguintes:

A procura de wafers avançados impulsionada por IA regista um crescimento elevado, e a indústria de wafers de grandes dimensões mantém uma tendência de recuperação

Os wafers são a base para a produção de chips, representando 30% da quota dos materiais utilizados na fabricação de wafers. Os wafers semicondutores de silício são um material-chave para produzir semicondutores, como circuitos integrados, componentes discretos e sensores, sendo uma parte fundamental da cadeia da indústria de semicondutores. As suas principais tecnologias de processo incluem o crescimento de cristais, processos de maquinagem, processos de epitaxia, entre outros, com um elevado nível de especialização técnica.

Atualmente, mais de 95% dos dispositivos semicondutores globais utilizam wafers de silício como substrato, e mais de 99% dos produtos de circuitos integrados (que representam 80% dos dispositivos semicondutores) utilizam wafers de silício como substrato. Com base no substrato do wafer, são realizados vários processos para fabricar diferentes dispositivos semicondutores, como fotolitografia, gravação, deposição de filmes finos e implantação iónica, de modo que o wafer é a base para a produção de chips. De acordo com estatísticas da SEMI, em 2024, entre as nove categorias de materiais para fabricação de wafers, a quota dos wafers de silício foi de 30%, sendo o material com maior consumo na fabricação de wafers.

Os wafers evoluem para dimensões maiores, e os 12 polegadas são mais eficientes em termos económicos

As dimensões dos wafers semicondutores (medidas pelo diâmetro) incluem principalmente 2 polegadas, 3 polegadas, 4 polegadas, 6 polegadas, 8 polegadas e 12 polegadas. Impulsionados pela Lei de Moore, os wafers semicondutores estão a evoluir para dimensões maiores. Quanto maior for o tamanho do wafer, maior será o número de chips que podem ser fabricados em cada wafer, reduzindo assim o custo de produção de cada chip individual.

Em condições de processo equivalentes, a área utilizável de um wafer semicondutor de 300mm é mais do dobro da de um wafer de 200mm; a sua taxa de utilização (ou seja, o número de chips que um wafer unitário pode produzir) é cerca de 2,5 vezes a dos wafers de 200mm. O preço unitário por wafer de silício de 12 polegadas é bastante superior ao dos wafers de 8 polegadas, aproximadamente 2,25 vezes; o preço por unidade de área é ainda mais elevado. Assim, o valor acrescentado é maior, e os chips com processos mais avançados produzidos com wafers de 12 polegadas obtêm o máximo benefício económico. Em geral, processos acima de 90 nanómetros utilizam principalmente wafers semicondutores de 8 polegadas e abaixo; processos de 90 nanómetros e abaixo utilizam principalmente wafers de 12 polegadas.

A conjuntura favorável mantém-se elevada, e GPU e HBM trazem procura incremental de wafers de 12 polegadas

Tomando como exemplo os AI servers: os AI servers aumentam a utilização de chips GPU de alto desempenho para computação de dados em paralelismo de alta velocidade e, ao mesmo tempo, integram armazenamento para os dados de computação com uma pilha de HBM. A pilha de HBM é formada por chips de DRAM empilhados; ao aumentar continuamente o número de camadas de empilhamento, a utilização de wafers de 12 polegadas é ainda mais elevada. De acordo com os cálculos da SUMCO, a procura de wafers de silício de 12 polegadas para AI servers é 3,8 vezes a de servidores do tipo geral. Novos produtos e novas tecnologias geram um consumo maior de wafers de silício de 12 polegadas; para a mesma capacidade de armazenamento, a procura de wafers de silício de 12 polegadas por parte de HBM é 3 vezes a dos principais produtos de DRAM. Com o aumento do número de camadas de empilhamento do NAND Flash para 400 camadas, os fabricantes mudam para um processo em que 1 NAND Flash completo de wafer é produzido por meio da ligação/união de wafer usando 2 wafers, o que equivale a duplicar a procura de wafers de 12 polegadas.

De acordo com a SEMI, prevê-se que, em 2030, o tamanho do mercado global de wafers semicondutores exceda 200 mil milhões de dólares. Atualmente, o mercado de wafers está monopolizado por fabricantes estrangeiros, como a Shin-Etsu, a SUMCO, entre outros, e as empresas do continente chinês detêm uma quota menor, existindo um grande espaço de mercado.

Perspetivas dos grandes fabricantes estrangeiros sobre a recuperação contínua do mercado de wafers de 12 polegadas

1. Sumco: a tendência de recuperação total dos wafers de 300mm em 2025 continuará; olhando para o 26Q1, os wafers de 300mm beneficiarão da procura de IA, com perspetivas otimistas. No médio e longo prazo, no que diz respeito aos wafers de 300mm, a procura por chips lógicos avançados para data centers de IA e a procura de DRAM são fortes, e prevê-se também que a procura de NAND recupere; em termos de produtos tradicionais, os clientes farão uma eliminação completa de inventários e ajustarão as quantidades de compra.

2. Shin-Etsu Chemical: a procura de wafers de 300mm mantém uma tendência de recuperação; a procura relacionada com IA continua forte, e a procura noutros domínios também começa a recuperar. No futuro, os clientes no setor de semicondutores de IA estão a acelerar a expansão de capacidade; com o aumento abrupto da procura de IA, ocorre uma mudança estrutural na indústria, e a procura de wafers continuará a crescer. Além disso, neste momento, já surgiu uma escassez de fornecimento de DRAM; sob o impulso do ritmo de crescimento da procura, os fabricantes de memórias começaram a demonstrar intenção de garantir o fornecimento futuro de wafers. A empresa prevê que, no futuro, o volume de expedições de wafers relacionados com IA aumentará significativamente.

3. slitronic: com perspetivas para 2026, prevê-se que, antes do ajustamento do inventário, a procura de wafers cresça em termos homólogos em cerca de 6%, principalmente impulsionada pela procura de servidores.

Avisos de risco

Risco de intensificação da concorrência no mercado, risco de volatilidade da indústria, risco de fricção no comércio internacional, risco de o desenvolvimento de IA não corresponder às expetativas.

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