Von 2021 bis 2022 erlebte der globale Halbleitermarkt aufgrund der durch den COVID-19-Ausbruch ausgelösten Sondernachfrage ein rasantes Wachstum. Diese Sondernachfrage ebbte jedoch in der zweiten Jahreshälfte 2022 ab, und 2023 stürzte der Markt in eine der schwersten Rezessionen der Geschichte.
Allerdings dürfte der Tiefpunkt der Großen Rezession im Jahr 2023 erreicht sein, und eine umfassende Erholung wird für dieses Jahr (2024) erwartet.
Tatsächlich hat der Bereich Logik, betrachtet man die vierteljährlichen Halbleiterlieferungen verschiedener Typen, den durch die Sondernachfrage im Zusammenhang mit COVID-19 verursachten Höchststand bereits überschritten und ein neues Rekordhoch erreicht. Auch MOSFETs, Mikrocontroller und Analogschaltungen dürften 2024 Rekordhochs erreichen, da der durch das Ende der COVID-19-Sondernachfrage bedingte Rückgang nicht signifikant ist (Abbildung 1).
Unter ihnen verzeichnete der Bereich MOS-Speicher einen deutlichen Rückgang, erreichte im ersten Quartal 2023 seinen Tiefpunkt und begann anschließend seine Erholung. Es scheint jedoch noch einige Zeit zu dauern, bis die durch COVID-19 bedingte Sondernachfrage ihren Höhepunkt erreicht. Sollte der Bereich MOS-Speicher diesen Höchststand jedoch überschreiten, werden die gesamten Halbleiterlieferungen zweifellos ein neues historisches Hoch erreichen. Meiner Meinung nach kann man in diesem Fall von einer vollständigen Erholung des Halbleitermarktes sprechen.
Betrachtet man jedoch die Veränderungen bei den Halbleiterlieferungen, wird deutlich, dass diese Ansicht falsch ist. Denn während sich die Lieferungen von MOS-Speichern, die sich in der Erholungsphase befinden, weitgehend erholt haben, liegen die Lieferungen von Logikbausteinen, die historische Höchststände erreicht hatten, weiterhin auf einem extrem niedrigen Niveau. Mit anderen Worten: Um den globalen Halbleitermarkt wirklich wiederzubeleben, müssen die Lieferungen von Logikbausteinen deutlich steigen.
In diesem Artikel analysieren wir daher die Lieferungen und Mengen verschiedener Halbleitertypen sowie den Gesamtmarkt für Halbleiter. Anschließend nutzen wir die Differenz zwischen Logik-Lieferungen und Gesamtlieferungen als Beispiel, um zu zeigen, dass TSMCs Wafer-Lieferungen trotz der schnellen Erholung hinterherhinken. Darüber hinaus erörtern wir die Gründe für diese Differenz und legen nahe, dass sich die vollständige Erholung des globalen Halbleitermarktes bis 2025 verzögern könnte.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die derzeitige Erholung des Halbleitermarktes eine trügerische Tatsache ist, die durch die extrem hohen Preise der GPUs von NVIDIA hervorgerufen wird. Daher ist es unwahrscheinlich, dass sich der Halbleitermarkt vollständig erholen wird, bis Auftragsfertiger wie TSMC ihre volle Kapazität erreichen und die Auslieferungen von Logikbausteinen neue historische Höchststände erzielen.
Analyse von Wert und Menge der Halbleiterlieferungen
Abbildung 2 zeigt die Entwicklung des Versandwerts und der Versandmenge für verschiedene Halbleitertypen sowie für den gesamten Halbleitermarkt.
Das Versandvolumen von Mos Micro erreichte im vierten Quartal 2021 seinen Höhepunkt, fiel im ersten Quartal 2023 auf den Tiefpunkt und erholte sich anschließend wieder. Die Versandmenge hingegen blieb vom dritten bis zum vierten Quartal 2023 nahezu konstant, mit einem leichten Rückgang.
Der Lieferwert von Mos Memory ging ab dem zweiten Quartal 2022 deutlich zurück, erreichte im ersten Quartal 2023 seinen Tiefpunkt und erholte sich anschließend wieder, erreichte aber im vierten Quartal desselben Jahres nur etwa 40 % des Höchstwertes. Die Liefermenge hingegen hat sich auf rund 94 % des Höchststandes erholt. Die Produktionsauslastung der Speicherhersteller dürfte somit nahezu Vollauslastung erreichen. Nun bleibt abzuwarten, wie stark die Preise für DRAM und NAND-Flash-Speicher steigen werden.
Die Versandmenge von Logic erreichte im zweiten Quartal 2022 ihren Höchststand, fiel im ersten Quartal 2023 auf ihren Tiefststand und erholte sich anschließend, um im vierten Quartal desselben Jahres einen neuen historischen Höchststand zu erreichen. Der Versandwert hingegen erreichte ebenfalls im zweiten Quartal 2022 seinen Höchststand, sank dann im dritten Quartal 2023 auf rund 65 % des Höchstwertes und blieb im vierten Quartal desselben Jahres konstant. Mit anderen Worten: Es besteht eine deutliche Diskrepanz zwischen der Entwicklung des Versandwerts und der Versandmenge bei Logic.
Die Liefermenge analoger Produkte erreichte im dritten Quartal 2022 ihren Höhepunkt, fiel im zweiten Quartal 2023 auf ihren Tiefpunkt und blieb seitdem stabil. Der Lieferwert hingegen ging nach seinem Höchststand im dritten Quartal 2022 bis zum vierten Quartal 2023 kontinuierlich zurück.
Schließlich sank der Gesamtwert der Halbleiterlieferungen ab dem zweiten Quartal 2022 deutlich, erreichte im ersten Quartal 2023 seinen Tiefpunkt und erholte sich anschließend wieder auf rund 96 % des Höchstwertes im vierten Quartal desselben Jahres. Die Liefermenge ging hingegen ebenfalls ab dem zweiten Quartal 2022 deutlich zurück, erreichte im ersten Quartal 2023 ihren Tiefpunkt und stagniert seitdem bei rund 75 % des Höchstwertes.
Aus dem Vorangegangenen geht hervor, dass MOS-Speicher, betrachtet man nur die Liefermenge, das größte Problem darstellt, da er sich erst auf etwa 40 % des Höchststandes erholt hat. Betrachtet man jedoch den Gesamtmarkt, so zeigt sich, dass Logikbausteine Anlass zu großer Sorge geben. Obwohl die Liefermenge historische Höchststände erreicht hat, stagniert der Lieferwert bei rund 65 % des Höchststandes. Die Auswirkungen dieser Diskrepanz zwischen Liefermenge und -wert im Logikbausteinbereich scheinen sich auf die gesamte Halbleiterbranche auszuwirken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erholung des globalen Halbleitermarktes davon abhängt, ob die Preise für MOS-Speicher steigen und ob die Liefermengen von Logikbausteinen deutlich zunehmen. Angesichts der kontinuierlich steigenden Preise für DRAM und NAND wird die Steigerung der Liefermengen von Logikbausteinen die größte Herausforderung darstellen.
Im nächsten Schritt werden wir das Verhalten der Liefermengen und Waferlieferungen von TSMC erläutern, um den Unterschied zu den Liefermengen und Waferlieferungen von Logic genauer zu verdeutlichen.
TSMC: Quartalsumsatz und Waferlieferungen
Abbildung 3 veranschaulicht die Umsatzaufschlüsselung von TSMC nach Fertigungsknoten und den Umsatztrend der 7-nm- und kleineren Prozesse im vierten Quartal 2023.
TSMC positioniert 7 nm und kleinere Fertigungstechnologien als fortschrittliche Technologieknoten. Im vierten Quartal 2023 entfielen 17 % der fortschrittlichen Technologieknoten auf 7 nm, 35 % auf 5 nm und 15 % auf 3 nm, insgesamt also 67 %. Darüber hinaus stiegen die Quartalsumsätze dieser Technologieknoten seit dem ersten Quartal 2021 kontinuierlich an, verzeichneten im vierten Quartal 2022 einen kurzzeitigen Rückgang, erreichten dann ihren Tiefpunkt und stiegen im zweiten Quartal 2023 wieder an, um im vierten Quartal desselben Jahres einen neuen Höchststand zu erreichen.
Anders ausgedrückt: Betrachtet man die Umsatzentwicklung bei fortschrittlichen Fertigungstechnologien, schneidet TSMC gut ab. Wie sieht es also mit TSMCs Gesamtumsatz und Wafer-Lieferungen im Quartal aus (Abbildung 4)?
Die Kurven für den vierteljährlichen Lieferwert und die Waferlieferungen von TSMC verlaufen annähernd parallel. Der Höchststand wurde während der IT-Blase im Jahr 2000 erreicht, nach dem Lehman-Schock 2008 ging es zurück und nach dem Platzen der Speicherblase 2018 setzte sich der Abwärtstrend fort.
Das Verhalten nach dem Höhepunkt der Sondernachfrage im dritten Quartal 2022 ist jedoch anders. Der Lieferwert erreichte einen Höchststand von 20,2 Milliarden US-Dollar, ging dann stark zurück, erholte sich aber nach einem Tiefstand von 15,7 Milliarden US-Dollar im zweiten Quartal 2023 wieder und erreichte im vierten Quartal desselben Jahres 19,7 Milliarden US-Dollar, was 97 % des Höchstwertes entspricht.
Andererseits erreichten die vierteljährlichen Waferlieferungen im dritten Quartal 2022 mit 3,97 Millionen Wafern ihren Höchststand, brachen dann aber ein und erreichten im zweiten Quartal 2023 mit 2,92 Millionen Wafern ihren Tiefpunkt, um anschließend auf einem konstanten Niveau zu bleiben. Selbst im vierten Quartal desselben Jahres, obwohl die Zahl der ausgelieferten Wafer deutlich unter dem Höchststand lag, betrug sie immer noch 2,96 Millionen Wafer, was einem Rückgang von über einer Million Wafern gegenüber dem Höchststand entspricht.
Der am häufigsten von TSMC hergestellte Halbleiter ist Logik. Im vierten Quartal 2023 erreichte der Umsatz von TSMC mit fortschrittlichen Fertigungstechnologien einen neuen Höchststand, wobei sich der Gesamtumsatz auf 97 % des historischen Spitzenwerts erholte. Die Auslieferungen von Wafern lagen jedoch im Vergleich zum Vorquartal immer noch über eine Million Wafer unter dem Wert der Spitzenperiode. Anders ausgedrückt: Die Gesamtauslastung der TSMC-Fertigungsanlagen beträgt lediglich rund 75 %.
Im globalen Halbleitermarkt insgesamt sind die Auslieferungen von Logikbausteinen auf rund 65 % des Höchststandes während der durch COVID-19 bedingten Sondernachfrage zurückgegangen. Entsprechend sanken die vierteljährlichen Wafer-Auslieferungen von TSMC gegenüber dem Höchststand um über 1 Million Wafer, wobei die Werksauslastung auf rund 75 % geschätzt wird.
Mit Blick auf die Zukunft müssen die Lieferungen von Logikbausteinen deutlich steigen, damit sich der globale Halbleitermarkt wirklich erholen kann. Um dies zu erreichen, muss die Auslastung der Auftragsfertiger, allen voran TSMC, nahezu Vollauslastung erreichen.
Wann genau wird das passieren?
Prognose der Auslastungsraten großer Gießereien
Am 14. Dezember 2023 veranstaltete das taiwanesische Marktforschungsunternehmen TrendForce im Grand Nikko Tokyo Bay Maihama Washington Hotel das Seminar „Brancheninformationen“. TrendForce-Analystin Joanna Chiao sprach dort über die globale Strategie von TSMC und die Marktaussichten für Halbleiter-Foundries im Jahr 2024. Unter anderem ging sie dabei auf die Prognose der Auslastungsraten von Foundries ein (Abbildung 1).
Wann werden die Lieferungen von Logic steigen?
Sind diese 8 % signifikant oder unbedeutend? Auch wenn dies eine knifflige Frage ist, werden selbst im Jahr 2026 die verbleibenden 92 % der Wafer noch immer für Halbleiterchips ohne KI-Funktionen verwendet. Der Großteil davon wird Logikchips sein. Damit die Auslieferungen von Logikchips steigen und die großen Auftragsfertiger, allen voran TSMC, ihre volle Kapazität erreichen, muss die Nachfrage nach elektronischen Geräten wie Smartphones, PCs und Servern steigen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ich angesichts der aktuellen Lage nicht glaube, dass KI-Halbleiter wie die GPUs von NVIDIA unsere Rettung sein werden. Daher ist davon auszugehen, dass sich der globale Halbleitermarkt erst 2024 vollständig erholen wird, möglicherweise sogar erst 2025.
Es gibt jedoch eine weitere (optimistische) Möglichkeit, die diese Vorhersage widerlegen könnte.
Bisher bezogen sich alle Erläuterungen zu KI-Halbleitern auf in Servern installierte Halbleiter. Mittlerweile zeichnet sich jedoch der Trend ab, KI-Verarbeitung auf Endgeräten (Edges) wie PCs, Smartphones und Tablets durchzuführen.
Beispiele hierfür sind Intels geplanter KI-PC und Samsungs Bemühungen um KI-Smartphones. Sollten diese sich durchsetzen (d. h. Innovationen hervorbringen), wird der Markt für KI-Halbleiter rasant wachsen. Das US-amerikanische Marktforschungsunternehmen Gartner prognostiziert, dass die Auslieferungen von KI-Smartphones bis Ende 2024 240 Millionen Einheiten und die von KI-PCs 54,5 Millionen Einheiten erreichen werden (nur als Richtwert). Trifft diese Prognose zu, steigt die Nachfrage nach modernster Logik (sowohl wertmäßig als auch mengenmäßig), und die Auslastung von Auftragsfertigern wie TSMC erhöht sich. Auch die Nachfrage nach Mikroprozessoren (MPUs) und Speicher wird mit Sicherheit stark ansteigen.
Anders ausgedrückt: Wenn eine solche Welt Realität wird, dürften KI-Halbleiter die eigentliche Lösung sein. Daher möchte ich mich ab sofort auf die Trends im Bereich der Edge-KI-Halbleiter konzentrieren.
Veröffentlichungsdatum: 08.04.2024