برخی تجارت‌های ریخته‌گری طراحی و تولید مدار مجتمع را بر عهده می‌گیرند، اما ریخته‌گری‌های خالص فقط مدار مجتمع و تراشه‌ها را برای شرکت‌های دیگر تولید می‌کنند، بدون اینکه آنها را طراحی کنند. ساخت و نگهداری تاسیسات تولید مدار مجتمع هزینه‌بر است. مگر اینکه بتوان آنها را تقریباً در استفاده کامل نگه داشت. فعالان ریخته‌گری از طریق برنامه‌ریزی دقیق، قیمت‌گذاری و عقد قرارداد با شرکت‌های شناخته‌شده جهان که به این مدارها و تراشه‌ها نیاز دارند، مرتبط می‌شوند و کارخانه‌های خود را در بهره‌وری کامل نگه می‌دارند و همین امر باعث کاهش هزینه تعمیر و تعویض قطعات و همچنین باعث کاهش هزینه کل در شرکت‌ها می‌شود. شرکت‌هایی که هم این دستگاه‌ها را طراحی و هم تولید می‌کنند، در اصل مسئول تولید دستگاه‌های میکروالکترونیک هستند. این تولیدکنندگان در تحقیق و توسعه فرآیندهای تولید و همچنین در تحقیق و توسعه طراحی ریزمدار شرکت داشتند. برخی فعالان ریخته‌گری نیز از مدل ریخته‌گری فابل برای کاهش هزینه‌شان بهره می‌برند که در واقع تجهیزاتشان دچار فرسودگی کمتری می‌شود. در ادامه مدل ریخته‌گری فابل را توضیح خواهیم داد.
تاریخچه
نخستین شرکت نیمه‌هادی خالص، شرکت تولید نیمه‌هادی تایوان «TSMC» است، که به موسسه تحقیقات فناوری صنعتی دولتی وابسته است، که در سال 1987 بخش‌های طراحی و ساخت خود را جدا کرد. الگویی که کارور مید (دانشمند و کارآفرین آمریکایی) در ایالات‌متحده از آن حمایت کرد، تفکیک طراحی و ساخت است که به مدل ریخته‌گری فابل معروف شد. شرکت‌های نیمه‌هادی فابل هیچ‌گونه توانایی ساخت نیمه‌هادی ندارند، در عوض با یک کارخانه ریخته‌گری تجاری برای ساخت قرارداد می‌بندند. شرکت‌های مدل فابل بر تحقیق و توسعه یک محصول IC متمرکزند. ریخته‌گری بر تولید و آزمایش محصول فیزیکی متمرکز است. اگر ریخته‌گری قابلیت طراحی نیمه‌هادی را نداشته باشد، ریخته‌گری نیمه‌هادی خالص نامیده می‌شود. جداسازی مطلق به شرکت‌های فابل و ریخته‌گری نیاز ندارد. بسیاری از شرکت‌ها هر دو عملیات را انجام می‌دهند و از ترکیب مهارت‌های خود سود می‌برند. برخی از شرکت‌های فابل تعدادی از طرح‌هایشان را خودشان تولید می‌کنند و تولید برخی طرح‌ها را که باعث استهلاک مضاعف تجهیزات آنها می‌شود برون‌سپاری می‌کنند. ریخته‌گری نیمه‌هادی یک الگوی کسبوکار است که به دنبال بهینه‌سازی صنایع و تکنولوژی است.
ویژگی‌های کلیدی ریخته‌گری نیمه‌هادی
1- فرآیندهای ساخت پیشرفته: ریخته‌گری نیمه‌هادی‌ها معمولاً دارای فناوری‌های پیشرفته تولید نیمه‌رسانا هستند، مانند فرآیندهای پیشرفته CMOS، «نوعی فرآیند ساخت ترانزیستور» که تولید تراشه‌های با کارایی بالا و کم‌هزینه را تسهیل می‌کنند.
2- ظرفیت تولید انبوه: ریخته‌گری تراشه مجهز به خطوط تولید و تجهیزات در مقیاس بزرگ، می‌تواند به طور همزمان چندین تراشه را در یک مرحله پردازش و تولید کند و از کارایی آنها اطمینان پیدا کند.
3- کنترل کیفیت و قابلیت‌های آزمایش: در ریخته‌گری‌ها اقدامات کنترلی سخت‌گیرانه‌ای را در طول فرآیند تولید اعمال می‌کنند تا مطمئن شوند که تراشه‌های تولیدشده مطابق با استانداردهای کیفی هستند. علاوه بر این، آنها خدمات آزمون تراشه را برای تایید اینکه تراشه‌های‌تولید‌شده سالم باشند، ارائه می‌دهند.
4- پشتیبانی طراحی: برخی از کارخانه‌های ریخته‌گری تراشه، فراتر از خدمات تولیدی برای ارائه پشتیبانی طراحی، به مشتریان در بهینه‌سازی طرح‌های تراشه برای همسویی با فرآیندهای تولید خاص کمک می‌کنند.
ریخته‌گری نیمه‌هادی‌ها نقشی محوری در صنعت تولید نیمه‌هادی ایفا می‌کند و پایه تولید طرح‌های تراشه در حوزه‌های مختلف به شمار می‌آید. این امر باعث توسعه و نوآوری صنعت نیمه‌هادی به عنوان یک صنعت ضروری می‌شود.
ده ریخته‌گری نیمه‌هادی برتر جهان
سایت Trendforce آخرین گزارش از برترین کارخانه‌های ریخته‌گری را در 12 ژوئن 2024 منتشر کرده است. آنها بر عملکرد برترین کارخانه‌های ریخته‌گری تراشه در جهان نظارت می‌کنند و آنها را به صورت فصلی بر اساس درآمد رتبه‌بندی می‌کنند.
TSMC، شرکت تولید نیمه‌هادی تایوان
TSMC که مقر آن در Hsinchu، تایوان است، بزرگ‌ترین شرکت ریخته‌گری نیمه‌هادی در جهان است که از زمان تاسیس در سال 1987، صنعت نیمه‌هادی را با فناوری‌های پیشرفته و راه‌حل‌های منحصر به‌فرد به صنعتی پیشرو تبدیل می‌کند. با وجود چالش‌های غیرفصلی برای لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلفن‌های هوشمند و لپ‌تاپ، درآمد تقریباً 1/ 4درصد کاهش یافت و به 85/ 18میلیارد دلار در سه ماه اخیر رسید و سهم بازار 7/ 61 درصد را حفظ کرد. تقاضای شدید در بخش‌های محاسباتی با عملکرد بالا (HPC) مرتبط با هوش مصنوعی به نفع این شرکت بود. پیش‌بینی می‌شود با ورود مشتریان عمده مانند اپل به چرخه‌های تکمیل و تقاضای پایدار برای سرورهای هوش مصنوعی، درآمد در سه ماه دوم به رشد تک‌رقمی برسد. تراشه سه‌نانومتری 9 درصد از کل درآمد صنعت ویفر (برش یا زیرلایه نیز نامیده می‌شود. یک برش نازک از یک نیمه‌رسانا مانند سیلیکون بلورین است که در ساخت تراشه‌های الکترونیکی در فتوولتائیک برای ساخت سلول‌های خورشیدی کاربرد دارد) را تشکیل می‌دهند. تراشه پنج‌نانومتری 37 درصد صنعت ویفر را به خود اختصاص داده است و فناوری‌های پیشرفته که به عنوان فناوری‌های هفت نانومتری و پیشرفته‌تر شناخته می‌شوند، ۶۵ درصد از کل درآمد ویفر را در بر می‌گیرند. فرآیند سه‌نانومتری TSMC به طور عمده در گوشی‌های هوشمند کاربرد دارد، در حالی که شتاب‌دهنده‌های هوش مصنوعی معمولاً از فرآیندهای پنج‌نانومتری یا چهارنانومتری استفاده می‌کنند. در آینده، تراشه‌های هوش مصنوعی گذار از چهار نانومتر به دو نانومتر را نیز تسریع خواهند کرد. انتظار می‌رود فرآیند دونانومتری تا پایان سال 2025 تکمیل شود و در نیمه اول سال 2026 تحویل آن آغاز شود و به سودآوری برسد.
ریخته‌گری سامسونگ
مقر Samsung Foundry که بخش مهمی از سامسونگ الکترونیک است، در کره جنوبی است و به دلیل قابلیت‌های تحقیق و توسعه قوی و مشارکت‌های استراتژیک، تراشه‌های پیشرفته، از جمله پنج‌نانومتری و هشت‌نانومتری را تولید و عرضه می‌کند.
درآمد این شرکت تحت تاثیر کارخانه‌های تولید گوشی‌های هوشمند، نتیجه فرآیندهای پیشرفته و آی‌سی‌های جانبی با 2/ 7 درصد کاهش به 36/ 3 میلیارد دلار در سه ماه رسید. با توجه به اینکه بازار کندتر از آنچه انتظار می‌رفت پیش می‌رود پیش‌بینی می‌شود درآمد در سه ماه دوم سال ثابت بماند یا اندکی افزایش یابد. این شرکت در مورد خدمات ریخته‌گری تراشه، توسعه فناوری‌های پیشرفته سه‌نانومتری و دونانومتری به آرامی در حال پیشرفت است و نرخ خط تولید فناوری چهارنانومتری تثبیت شده است.
شرکت بین‌المللی تولید نیمه‌هادی (SMIC)
SMIC، که مقر آن در شانگهای، چین، است، بزرگ‌ترین ریخته‌گری نیمه‌هادی در سراسر چین به شمار می‌آید که فناوری‌های پیشرفته را در سطح جهانی عرضه می‌کند و بر تحقیق و توسعه برای حفظ رقابت تمرکز دارد. با بهره‌مندی از روند جایگزینی آی‌سی‌های جدید و افزایش تقاضا برای آی‌سی‌های جانبی از سوی سازندگان گوشی‌های هوشمند چینی، درآمد این شرکت با 3/ 4 درصد افزایش به 75/ 1 میلیارد دلار در سه ماه اخیر رسید و با سهم بازار 7/ 5درصدی، به رتبه سوم افزایش یافت. انتظار می‌رود در سه ماه دوم، با حمایت جشنواره‌های مصرف‌کننده، درآمد رشد تک‌رقمی و سهم بازار سوم را همچنان حفظ کند. از میان ویفرهای سیلیکونی SMIC در این مدت، ویفرهای هشت‌اینچی 4/ 24 درصد بازار و ویفرهای 12اینچی 6/ 75 درصد سهم بازار را به خود اختصاص داده‌اند. بدیهی است که درآمد SMIC در سه ماه اول سال جاری برای نخستین‌بار از شرکت United Microelectronics Corporation و Global Foundries فراتر رفته و آن را به سومین کارخانه ریخته‌گری نیمه‌هادی جهان تبدیل کرده است که پس از TSMC و سامسونگ قرار دارد. با این حال، SMIC هنوز از نظر حاشیه سود ناخالص و سطح سود خالص از UMC و گلوبال فاوندریز عقب است.
شرکت میکروالکترونیک متحد (UMC)
UMC مستقر در Hsinchu، تایوان، از سال 1980 یک کارخانه ریخته‌گری نیمه‌هادی قابل اعتماد است که گره‌های فرآیندی از 28 نانومتر تا 90 نانومتر را تولید و عرضه می‌کند و به دلیل تعهد به کیفیت و قابلیت اطمینان تحسین شده است. تولید تراشه‌ها نسبت به سه ماه اخیر اندکی افزایش یافت، اما درآمد این شرکت با رشد حاشیه‌ای سه ماه 6/ 0درصدی به 74/ 1 میلیارد دلار، با سهم بازار 7/ 5درصدی، تحت تاثیر کاهش متوسط قیمت فروش ASP (فناوری که به شما امکان می‌دهد صفحات وب پویا و تعاملی ایجاد کنید) بود.
گلوبال فاوندریز
دفتر مرکزی این شرکت که در سانتاکلارا، کالیفرنیا، قرار دارد یک کارخانه ریخته‌گری نیمه‌هادی جهانی است که تراشه‌های متنوعی مانند 14نانومتری، 12نانومتری و... را برای صنایع مختلف از خودروسازی گرفته تا اینترنت اشیا ارائه می‌دهد. در اثر تعدیل‌های صورت‌گرفته در بخش‌های خودرو، کنترل صنعتی و بخش‌های مرکز داده سنتی در کالیفرنیا، و همچنین اثرات فصلی در زنجیره تامین گوشی‌های هوشمند، درآمد این شرکت به 55/ 1 میلیارد دلار کاهش یافت و سهم بازار آن به 1/ 5 درصد رسید.
نیمه‌هادی هوا هونگ
دفتر مرکزی شرکت نیمه‌هادی هوا هونگ که به نام HHGrace نیز شناخته می‌شود، در شانگهای، چین، واقع شده است. این شرکت نیز یکی از قطب‌های ریخته‌گری نیمه‌هادی در سرزمین چین است که از طریق فناوری و راه‌حل‌های فرآیندی پیشرفته به توسعه صنعت نیمه‌رساناهای چین کمک می‌کند. در سه ماه اول سال 2024، این شرکت روند رشد کندی داشته است و درآمد آن با افزایش 4/ 2درصدی به 67/ 0 میلیارد دلار رسید و سهم بازار 2/ 2درصدی را در اختیار داشته است.
نیمه‌هادی برج
Tower Semiconductor که معمولاً به TowerJazz نیز شهرت دارد، در تولید نیمه‌هادی‌های آنالوگ و سیگنال‌های مختلط تخصص دارد و راه‌حل‌های نوآورانه‌ای برای بخش‌های خودرو، صنایع مختلف و هوا-فضا ارائه می‌دهد. بهبود اوضاع این شرکت نیز در سه ماه اول در بحبوحه رقابت شدید قیمتی کُند بود که به کاهش سود 1/ 7درصدی و رسیدن به درآمد 33/ 0 میلیارددلاری با سهم بازار 1/ 1درصدی منجر شد.
شرکت تولیدی نیمه‌هادی‌های قدرت (PSMC)
PSMC که مقر آن در Hsinchu، تایوان واقع است، بر روی حافظه و فناوری‌های منطقی تمرکز دارد و تراشه‌های مختلفی تولید و ارائه می‌کند و به دلیل تعهد خود به کیفیت و قابلیت اطمینان، به رسمیت شناخته شده است. در سه ماه اول سال این شرکت نیز نسبت به بقیه شرکت‌های رقیب رشدی سریع نداشته است و همین امر موجب کاهش 2/ 4درصدی درآمد این شرکت شد و در آمد این شرکت به 32/ 0 میلیارد دلار با سهم بازار یک‌درصدی رسید.
Nexchip
Nexchip که دفتر مرکزی آن در Hefei، چین، قرار دارد، از نظر سرعت عمل و تولید صاحب یکی از بهترین کارخانه‌های ریخته‌گری نیمه‌هادی است و در فرآیند طراحی و تولید نیمه‌هادی تخصصی مثال‌زدنی دارد و نیمه‌هادی‌های با کیفیت بالا برای مشتریان در سراسر جهان تولید می‌کند. در سه ماه اول سال 2024، با افزایش 6/ 0درصدی درآمد این کارخانه به 31/ 0 میلیارد دلار رسید و سهم بازار یک‌درصدی را در اختیار گرفت.
نیمه‌هادی بین‌المللی پیشتاز (VIS)
VIS، یک کارخانه ریخته‌گری نیمه‌هادی تایوانی که دفتر مرکزی آن در هسینچو قرار دارد، بر فناوری‌های سیگنال آنالوگ و مختلط تمرکز دارد و به توسعه پایدار و نوآوری فناوری صنعت نیمه‌هادی کمک قابل توجهی می‌کند. در سه ماه اول سال 2024، درآمد این کارخانه با افزایش7/ 0درصدی به 3/ 0 میلیارد دلار رسید و سهم بازار یک‌درصدی را از آن خود کرد.
