Рынок технологий FinFet — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по технологиям (7 нм, 10 нм, 14 нм, 26 нм, 22 нм и другие), по конечному пользователю (смартфоны, бытовая электроника, автомобилестроение и другие), по региону, по конкуренции, 2019–2029 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок технологий FinFET оценивался в 26,74 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 22,45% до 2029 года.

Ключевые драйверы рынка

Повышенная производительность и энергоэффективность

Одним из основных драйверов рынка для технологии FinFET является ее повышенная производительность и энергоэффективность по сравнению с традиционными планарными транзисторами. По мере развития полупроводниковой технологии спрос на устройства с более высокой скоростью, лучшей производительностью и меньшим энергопотреблением становится все более критичным. Транзисторы FinFET с их трехмерной структурой обеспечивают лучший контроль над каналом, что значительно снижает ток утечки и энергопотребление. Это улучшение особенно важно для устройств с батарейным питанием, таких как смартфоны, ноутбуки и носимые устройства, где срок службы батареи является основным аргументом в пользу продажи. Более того, технология FinFET обеспечивает более высокий ток возбуждения, что повышает производительность процессоров, делая их более быстрыми и эффективными. Этот прирост производительности необходим для приложений, требующих высокой вычислительной мощности, включая искусственный интеллект (ИИ), машинное обучение и высокопроизводительные вычисления (HPC). Возможность предоставлять эти достижения энергоэффективным способом помогает производителям удовлетворять растущий потребительский и промышленный спрос на энергоэффективные, но высокопроизводительные электронные устройства, тем самым стимулируя принятие и рост рынка технологии FinFET.

Проблемы масштабирования традиционных планарных транзисторов

Поскольку полупроводниковая промышленность приближается к пределам закона Мура, традиционные планарные транзисторы сталкиваются со значительными проблемами масштабирования, которые снижают их производительность и эффективность в более мелких узлах. Технология FinFET с ее уникальной 3D-структурой предлагает решение этих проблем, позволяя продолжать масштабирование до более мелких технологических узлов, сохраняя при этом превосходные электрические характеристики. Увеличенная площадь поверхности ребристой структуры в FinFET позволяет улучшить электростатический контроль над каналом, что имеет решающее значение для поддержания производительности и снижения утечки мощности при меньшей геометрии. Эта возможность движет рынком, поскольку производители полупроводников стремятся идти в ногу со спросом на более мелкие, более мощные и более эффективные чипы. Переход от планарной к технологии FinFET имеет важное значение для разработки современных микропроцессоров и систем на кристалле (SoC), которые используются в широком спектре приложений, от бытовой электроники до автомобильных систем и центров обработки данных. В результате необходимость преодоления ограничений масштабирования планарных транзисторов является существенным рыночным драйвером для принятия технологии FinFET.

Растущий спрос на передовую бытовую электронику

Взрыв рынка бытовой электроники, обусловленный растущей популярностью смарт-устройств, является основным драйвером для технологии FinFET. Такие устройства, как смартфоны, планшеты, носимые устройства и продукты для умного дома, требуют высокоэффективных и мощных процессоров для обеспечения желаемого пользовательского опыта. Технология FinFET, с ее способностью повышать производительность при снижении энергопотребления, идеально подходит для этих приложений. Поскольку потребители требуют от своих устройств большей функциональности, более длительного срока службы батареи и более высокой скорости обработки, производители обращаются к решениям на основе FinFET для удовлетворения этих потребностей. Распространение технологии 5G еще больше ускоряет этот спрос, поскольку для нее требуются более совершенные и энергоэффективные полупроводниковые компоненты для обработки возросших скоростей передачи данных и требований к подключению. Эта тенденция выходит за рамки только мобильных устройств и включает телевизоры высокой четкости, игровые консоли и другие интеллектуальные устройства, все из которых выигрывают от улучшенной производительности и эффективности транзисторов FinFET. Следовательно, рост сектора потребительской электроники является значительным рыночным драйвером для технологии FinFET.

Достижения в области ИИ и машинного обучения

Быстрые достижения в области технологий искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) подпитывают спрос на более мощные и эффективные полупроводниковые решения, делая технологию FinFET важнейшим рыночным драйвером. Приложения ИИ и МО, включая глубокое обучение, нейронные сети и аналитику больших данных, требуют огромной вычислительной мощности и эффективных возможностей обработки. Транзисторы FinFET с их превосходными характеристиками производительности хорошо подходят для удовлетворения этих потребностей. Они позволяют разрабатывать процессоры и ускорители, которые могут справляться с интенсивными рабочими нагрузками, связанными с задачами ИИ и МО, сохраняя при этом энергоэффективность. Это особенно важно в центрах обработки данных и средах периферийных вычислений, где потребление энергии и рассеивание тепла являются критическими проблемами. Более того, интеграция ИИ и МО в различные секторы, такие как здравоохранение, автомобилестроение, финансы и производство, обуславливает потребность в передовых полупроводниковых технологиях. Поскольку отрасли все больше полагаются на ИИ и МО для улучшения своей деятельности, ожидается, что спрос на решения на основе FinFET будет расти, укрепляя ее положение как ключевого драйвера рынка.

Основные рыночные проблемы

Высокая сложность производства и затраты

Одной из существенных рыночных проблем для технологии FinFET является высокая сложность производства и связанные с этим затраты. Транзисторы FinFET с их трехмерной структурой требуют более сложных процессов изготовления по сравнению с традиционными планарными транзисторами. Эта сложность возникает из-за необходимости точного контроля над структурой плавника, что требует передовых методов литографии, множественных процессов формирования шаблонов и строгих мер контроля качества. Переход от планарной к технологии FinFET требует значительных капиталовложений в новое производственное оборудование и модернизацию технологий, что может стать значительным финансовым бременем для полупроводниковых компаний. Кроме того, сложный дизайн и процесс изготовления приводят к более длительным циклам разработки и увеличению сроков производства, что еще больше увеличивает затраты. Эти более высокие затраты могут стать сдерживающим фактором для некоторых производителей, особенно небольших игроков и стартапов с ограниченными финансовыми ресурсами, что может замедлить широкое внедрение технологии FinFET. Кроме того, возросшая сложность производства повышает риск проблем с выходом продукции, когда процент функциональных чипов, производимых с пластины, ниже, что влияет на общую эффективность производства и прибыльность. Решение этих производственных проблем требует постоянных инвестиций в исследования и разработки для совершенствования процессов, повышения производительности и снижения затрат, что может быть долгосрочным начинанием, влияющим на скорость, с которой технология FinFET может выйти на рынок.

Проблемы проектирования и интеграции

Переход к технологии FinFET представляет значительные проблемы проектирования и интеграции, которые могут помешать ее внедрению на рынок. Проектирование схем и систем с использованием транзисторов FinFET требует иного подхода по сравнению с традиционными планарными транзисторами, что требует новых методологий и инструментов проектирования. Уникальная трехмерная структура FinFET вносит сложности в проектирование компоновки, паразитные эффекты и управление температурой, которые инженеры должны тщательно учитывать для оптимизации производительности и надежности. Например, повышенная паразитная емкость, связанная со структурой ребра, может повлиять на общую скорость и энергоэффективность схем, требуя от проектировщиков использования передовых методов для смягчения этих эффектов. Более того, тепловые характеристики FinFET отличаются от планарных транзисторов, что требует усовершенствованных стратегий управления температурой для обеспечения стабильной работы в различных условиях. Интеграция FinFET в существующие потоки проектирования также создает проблемы, поскольку требует значительных обновлений инструментов и методологий автоматизации электронного проектирования (EDA). Инженеры должны быть обучены этим новым инструментам и методам, что может включать крутую кривую обучения и дополнительные временные и ресурсные инвестиции. Кроме того, совместимость технологии FinFET с другими новыми технологиями, такими как новые материалы для межсоединений и решения для упаковки, добавляет еще один уровень сложности к процессу интеграции. Преодоление этих проблем проектирования и интеграции имеет решающее значение для успешного внедрения и широкого внедрения технологии FinFET. Требуются согласованные усилия полупроводниковой промышленности, включая сотрудничество между литейными заводами, поставщиками инструментов EDA и конструкторскими бюро, для разработки надежных решений, которые могут упростить переход и раскрыть весь потенциал транзисторов FinFET.

Основные тенденции рынка

Растущее внедрение в автомобильных приложениях

Автомобильная промышленность претерпевает значительную трансформацию с ростом электромобилей (EV), технологий автономного вождения и передовых систем помощи водителю (ADAS). Эти достижения требуют сложных полупроводниковых компонентов, способных обеспечивать высокую производительность, надежность и энергоэффективность, что делает технологию FinFET все более актуальной. Транзисторы FinFET обладают превосходными эксплуатационными характеристиками и сниженным энергопотреблением, что имеет важное значение для сложных вычислительных задач в современных автомобильных системах. Растущая сложность ADAS и потребность в обработке данных в реальном времени для автономного вождения требуют использования передовых процессоров и датчиков, в которых технология FinFET превосходит все. Кроме того, тенденция к более подключенным и интеллектуальным автомобилям с такими функциями, как развлечения в автомобиле, передовые навигационные системы и связь между автомобилем и всем (V2X), еще больше стимулирует внедрение чипов на основе FinFET. Поскольку автомобильная промышленность продолжает внедрять инновации и интегрировать больше электронного контента в автомобили, ожидается, что спрос на технологию FinFET будет расти, что станет значимой тенденцией на рынке полупроводников.

Расширение центров обработки данных и облачных вычислений

Расширение центров обработки данных и облачных вычислений является еще одной значимой тенденцией, способствующей внедрению технологии FinFET. Растущая зависимость от облачных сервисов, аналитики больших данных и приложений искусственного интеллекта требует от центров обработки данных постоянного повышения своей вычислительной мощности и энергоэффективности. Технология FinFET, способная обеспечивать высокую производительность и низкое энергопотребление, идеально подходит для требовательной среды центров обработки данных. Тенденция к гипермасштабируемым центрам обработки данных, которые управляют огромными объемами данных и требуют высокоэффективных и масштабируемых решений для обработки, еще больше усиливает потребность в транзисторах FinFET. Компании инвестируют в модернизацию инфраструктуры своих центров обработки данных для поддержки растущего спроса на облачные сервисы и сложные вычислительные задачи. Это включает использование процессоров и ускорителей на базе FinFET для достижения лучших показателей производительности на ватт, снижения эксплуатационных расходов и повышения общей эффективности. По мере продолжения цифровой трансформации и перехода все большего количества предприятий в облако тенденция к внедрению технологии FinFET в центры обработки данных будет расширяться, что приведет к росту рынка.

Распространение технологии 5G

Развертывание сетей 5G производит революцию в телекоммуникационной отрасли, и технология FinFET находится на переднем крае этого перехода. Технология 5G обещает значительно более высокую скорость передачи данных, меньшую задержку и большую связь, что требует использования передовых полупроводниковых компонентов для поддержки ее инфраструктуры и устройств. Транзисторы FinFET с их повышенной производительностью и энергоэффективностью хорошо подходят для удовлетворения строгих требований приложений 5G. Тенденция к 5G обуславливает потребность в более совершенных базовых станциях, малых сотах и пользовательских устройствах, все из которых выигрывают от возможностей технологии FinFET. Возросшая пропускная способность данных и связь, обеспечиваемые 5G, также обуславливают спрос на более мощные и эффективные процессоры в смартфонах, устройствах IoT и другой потребительской электронике. Поскольку сети 5G продолжают расширяться по всему миру, ожидается, что внедрение решений на основе FinFET будет расти, поддерживая разработку и развертывание телекоммуникационной инфраструктуры и устройств следующего поколения. Эта тенденция подчеркивает важную роль технологии FinFET в развитии беспроводной связи.

Интеграция с ИИ и машинным обучением

Интеграция искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) в широкий спектр приложений является значимой тенденцией, влияющей на внедрение технологии FinFET. ИИ и МО требуют мощных, эффективных и масштабируемых возможностей обработки для обработки сложных алгоритмов и больших наборов данных. Технология FinFET с ее превосходными электрическими характеристиками идеально подходит для разработки процессоров и ускорителей, предназначенных для задач ИИ и МО. Тенденция к внедрению ИИ и МО в такие сектора, как здравоохранение, финансы, розничная торговля и производство, обуславливает потребность в передовых полупроводниковых технологиях, которые могут поддерживать эти приложения. Например, в здравоохранении ИИ используется для диагностической визуализации, персонализированной медицины и предиктивной аналитики, все из которых требуют надежной вычислительной мощности. Аналогичным образом, в финансах алгоритмы на основе ИИ используются для обнаружения мошенничества, управления рисками и автоматизированной торговли. Растущее внедрение ИИ и МО в различных отраслях требует использования технологии FinFET для разработки эффективных и высокопроизводительных полупроводниковых решений. Эта тенденция подчеркивает растущую значимость транзисторов FinFET в обеспечении следующей волны технологических инноваций, движимых ИИ и МО.

Сегментные данные

Данные

Сегмент 10 нм занимал самую большую долю рынка в 2023 году.

Одним из ключевых драйверов рынка для технологии FinFET в сегменте 10 нм является растущий спрос на высокопроизводительные вычисления (HPC) и приложения с интенсивным использованием данных. С экспоненциальным ростом данных и растущей сложностью вычислительных задач возникает острая потребность в процессорах, которые могут эффективно обрабатывать крупномасштабные вычисления. Транзисторы FinFET в масштабе 10 нм обеспечивают более высокие токи управления и меньшую утечку, что позволяет разрабатывать процессоры, которые обеспечивают требуемую вычислительную мощность, сохраняя при этом энергоэффективность. Это особенно важно для центров обработки данных, где энергопотребление и расходы на охлаждение являются значительными эксплуатационными проблемами. Возможность достижения более высокой производительности на ватт с 10 нм FinFET является критическим фактором, способствующим их внедрению в среды HPC.

Другим важным фактором является распространение передовой потребительской электроники, такой как смартфоны, планшеты и носимые устройства, которым требуются мощные, но энергоэффективные процессоры. Технология FinFET 10 нм позволяет производителям размещать больше транзисторов в меньшем объеме, что приводит к созданию чипов, которые не только быстрее, но и потребляют меньше энергии. Это приводит к увеличению срока службы батареи и повышению общей производительности, что отвечает растущему спросу потребителей на высокопроизводительные устройства с увеличенным временем использования. Повышенная эффективность FinFET 10 нм также имеет решающее значение для включения новых функций и возможностей в эти устройства, таких как улучшенные возможности ИИ, расширенная графика и расширенные возможности подключения.

Автомобильная промышленность является значительным драйвером рынка для технологии FinFET 10 нм. Переход к автономным транспортным средствам и усовершенствованным системам помощи водителю (ADAS) требует высоконадежных и эффективных полупроводниковых компонентов. Транзисторы FinFET в масштабе 10 нм обеспечивают производительность и энергоэффективность, необходимые для этих приложений, поддерживая сложные алгоритмы ИИ и задачи обработки в реальном времени, необходимые для автономного вождения. Прочность и надежность 10-нм FinFET делают их идеальными для требовательной автомобильной среды, где безопасность и производительность имеют первостепенное значение.

10-нм сегмент является критически важным драйвером для принятия и роста технологии FinFET. Достижения в производительности, энергоэффективности и плотности транзисторов в этом узле отвечают потребностям высокопроизводительных вычислений, потребительской электроники и автомобильных приложений. Поскольку эти секторы продолжают развиваться и требовать больше от своих полупроводниковых компонентов, технология 10-нм FinFET будет играть ключевую роль в удовлетворении этих требований, стимулируя рост рынка и укрепляя свою значимость в полупроводниковой отрасли.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион занимал самую большую долю рынка в 2023 году.

Потребительская электроника, автомобильный сектор в Азиатско-Тихоокеанском регионе также вносит значительный вклад в спрос на технологию FinFET. Такие страны, как Япония и Южная Корея, известные своей развитой автомобильной промышленностью, быстро интегрируют интеллектуальные и автономные технологии вождения, которые требуют высокопроизводительных и энергоэффективных полупроводниковых компонентов. Чипы на основе FinFET имеют решающее значение для разработки современных систем помощи водителю (ADAS), информационно-развлекательных систем и других технологий в автомобиле, что способствует их внедрению в автомобильном секторе.

Растущая экосистема стартапов в Азиатско-Тихоокеанском регионе, особенно в таких технологических центрах, как Бангалор, Шэньчжэнь и Токио, способствует инновациям и ускоряет разработку технологий следующего поколения. Стартапы и устоявшиеся технологические компании вкладывают значительные средства в ИИ, Интернет вещей и другие новые технологии, которые требуют превосходной производительности и эффективности транзисторов FinFET. Эта экосистема не только стимулирует местный спрос на технологию FinFET, но и позиционирует регион как значимого игрока на мировом рынке полупроводников.

Растущий спрос на передовую потребительскую электронику, развертывание технологии 5G, рост автомобильного сектора и динамичная экосистема стартапов являются ключевыми драйверами рынка для технологии FinFET в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Эти факторы в совокупности создают надежную и динамичную рыночную среду, которая поддерживает широкое внедрение и развитие технологии FinFET, закрепляя ее важную роль в технологическом прогрессе региона.

Последние разработки

• В декабре 2023 года компания Lattice Semiconductor представила семейство ПЛИС среднего класса Avant-E и расширила линейку семейства Avant, представив новые семейства ПЛИС Avant-G и Avant-X на своей конференции разработчиков. Семейство Avant-G ориентировано на общие приложения ПЛИС среднего класса, в то время как ПЛИС Avant-X были адаптированы для сетевых приложений.

Ключевой рынок Игроки

• TaiwanSemiconductor Manufacturing Company Limited
• Intel Corporation
• Samsung Electronics Co., Ltd.
• GlobalFoundries Inc.
• United Microelectronics Corporation
• AppliedMaterials, Inc.
• Cadence Design Systems, Inc..
• Synopsys, Inc.
• Advanced Micro Devices, Inc.