Помимо поставщиков основных комплектующих для ПК и серверного оборудования, в эти дни свои квартальные отчёты опубликовали и компании, работающие с более широким кругом потребителей чипов. Компания GlobalFoundries была среди них, её прогноз по выручке на второй квартал превзошёл ожидания аналитиков и подтвердил наличие тенденции к оживлению спроса.

Источник изображения: GlobalFoundries

Генеральный директор компании Томас Колфилд (Thomas Caulfield), как сообщает Reuters, заявил о начале восстановления полупроводниковой отрасли после коррекции складских запасов, которая лихорадила рынок на протяжении нескольких предыдущих кварталов. В текущем квартале GlobalFoundries рассчитывает выручить от $1,59 до $1,64 млрд, что по середине диапазона выше ожидаемых аналитиками $1,59 млрд. Удельный доход на одну акцию в размере от $0,24 до $0,34 тоже превышает консенсус, соответствующий $0,27.

Выручка GlobalFoundries в первом квартале текущего года сократилась на 16 % до $1,55 млрд, что всё равно превышает ожидания аналитиков ($1,52 млрд). Удельный доход на одну акцию в размере $0,31 тоже оказался выше прогнозов. В этом году являющаяся третьим по величине контрактным производителем чипов в мире GlobalFoundries также добилась гарантий от властей США на выделение субсидий в размере $1,5 млрд, которые будут потрачены на строительство нового предприятия в штате Нью-Йорк и модернизацию существующей площадки в Вермонте. Общую динамику финансовых показателей компании в первом квартале нельзя назвать положительной, но она хотя бы превосходит ожидания аналитиков. Операционная прибыль упала в годовом сравнении на 49 % до $147 млн, а чистая сократилась на 47 % до $134 млн.

Японские поставщики контролируют около 30 % мирового рынка оборудования для производства полупроводниковых компонентов и до 50 % рынка сопутствующих расходных материалов, но в сфере тестирования и упаковки чипов 38 % рынка принадлежат китайским предприятиям. Снизить зависимость от Китая призвана новая инициатива Intel, которая подразумевает разработку на территории Японии технологий автоматической упаковки чипов.

Источник изображения: Intel

Доминирование Китая на рынке подобных услуг объясняется высокой долей ручного труда на данном этапе изготовления чипов, а он в Китае исторически был дешевле, чем в тех же Японии или США. В новых геополитических условиях необходимость отправлять кристаллы чипов для тестирования и упаковки в Китай начинает тяготить производителей, которые намереваются наладить обработку кремниевых пластин на территории США и Японии, но чтобы не зависеть от специфики местного рынка труда, компаниям нужно развивать автоматизацию в этой сфере, как поясняет Nikkei Asian Review.

Изданию стало известно о запуске Intel инициативы на территории Японии, где у компании имеется исследовательский центр, подразумевающей привлечение 14 местных поставщиков оборудования для тестирования и упаковки чипов к повышению уровня автоматизации подобных операций. Власти Японии готовы поддержать данные разработки, выделив десятки, если не сотни миллионов долларов США в виде субсидий. Работоспособные решения планируется получить к 2028 году. К тому времени Япония и США рассчитывают наладить на своей территории выпуск передовых чипов, которые нужно будет тестировать и упаковывать, а потому соответствующие технологии как раз пригодятся. К слову, автоматизация данных процессов в случае с Японией поможет решить и нехватку рабочего персонала, которая за счёт экспансии производства чипов на территории страны только усугубится к тому времени.

Компании Samsung Electronics и TSMC тоже располагают исследовательскими центрами в Японии, которые специализируются на технологиях упаковки и тестирования чипов. По мере усложнения компоновки современных вычислительных решений актуальность инвестиций в эту сферу растёт. Сам по себе рынок услуг по тестированию и упаковке чипов по итогам текущего года должен вырасти на 13 % до $12,5 млрд, как считают аналитики TechInsights.

По данным TrendForce, уже сейчас покупатели HBM ведут с поставщиками переговоры о ценах и объёмах поставок памяти данного типа на 2025 год, и в это легко поверить, оглядываясь на заявление SK hynix о распределении основной части производственных квот на следующий год. По прогнозам аналитиков, в этом году спрос на HBM вырастет на 200 %, а в следующем удвоится от этого уровня.

Источник изображения: SK hynix

В прошлом году на долю HBM приходилось 2 % мирового объёма производства DRAM в натуральном выражении, а в стоимостном доля достигала 8 %, поскольку одна микросхема HBM в среднем в пять раз дороже DDR5. В текущем году в программе выпуска DRAM память типа HBM может занять 5 % в натуральном измерении, а в стоимостном её доля может перевалить за 20 %, как считают эксперты TrendForce. Наконец, в следующем году HBM будет формировать более 10 % объёмов производства DRAM в натуральном измерении, а в стоимостном выражении её доля превысит 30 %.

В этом квартале, как сообщает источник, поставщики предварительно увеличили стоимость микросхем памяти HBM2E, HBM3 и HBM3E на 5–10 % для контрактов со сроком поставки в 2025 году. Как уже отмечали недавно SK hynix, Samsung Electronics и Micron Technology, все три компании готовы начать поставки микросхем HBM3E в текущем полугодии, просто в случае с Micron это будут только восьмиярусные стеки, а два других производителя готовы предложить 12-ярусные. Пока уровень выхода годной продукции при выпуске микросхем HBM3E не превышает 40–60 %, но с течением времени увеличатся объёмы производства, вырастет качество, а цены снизятся. Пока память типа HBM3E используется преимущественно в ускорителях вычислений Nvidia, но с четвёртого квартала этого года к ним присоединятся и ускорители AMD, причём сразу потребляя 12-ярусные стеки.

Ещё в августе 2022 года стало известно, что канадская компания Brookfield Asset Management выступила партнёром Intel по финансированию строительства двух предприятий в штате Аризона, обязуясь вложить половину из $30 млрд, необходимых для реализации проекта. Теперь связанная с Brookfield компания выпускает облигации на сумму $3,85 млрд.

Источник изображения: Intel

Об этом вчера сообщило агентство Bloomberg, указав на намерения владеющей 49 % акций совместного предприятия Brookfield и Intel компании Foundry JV Holdco выпустить четыре серии облигаций, крупнейшая из которых рассчитана к погашению через 13 лет. Доходность по этим долговым бумагам на 1,85 процентных пункта превысит доходность государственных казначейских облигаций США, причём изначально речь вообще шла о превышении доходности на 2,2 процентных пункта.

В мае прошлого года Foundry JV Holdco уже выпускала облигации на сумму $1,1 млрд, поэтому средства инвесторов к финансированию совместного проекта с Intel в Аризоне она привлекает регулярно. В феврале агентство Moody понизило долговой рейтинг Foundry JV Holdco с A3 до Baa1 на три ступени, поскольку тогда же был пересмотрен в сторону снижения рейтинг корпорации Intel. Если партнёры приблизятся к своей цели по строительству двух предприятий в Аризоне, агентство может пересмотреть их кредитные рейтинги. Обслуживать выпуск облигаций на этот раз будут BNP Paribas, Bank of Nova Scotia, Societe Generale и Wells Fargo. Недавно также появлялись слухи о намерениях Intel найти сторонних инвесторов для расширения своей производственной базы на территории Ирландии.

В конце февраля южнокорейская компания SK hynix уже заявляла, что фактически обеспечена заказами на выпуск памяти типа HBM до конца текущего года. Сезон квартальных отчётов заставил компанию поднять ставки, заявив о наличии заказов вплоть до конца 2025 года, попутно пообещав начать поставки новейшей HBM3E в третьем квартале текущего года.

Источник изображения: SK hynix

К массовому производству микросхем HBM3E компания приступит в следующем квартале, как отмечается в свежем заявлении SK hynix. Производитель по-прежнему считает, что объёмы выпуска HBM будут увеличиваться в среднем на 60 % в ближайшие годы. По традиции, собственные инвестиции SK hynix в расширение производства памяти распланированы вплоть до 2046 года, и к этому сроку компания собирается вложить $91 млрд в развитие крупнейшего комплекса по производству памяти в Йонъине. На первом этапе на строительство нового предприятия, которое войдёт в состав нового комплекса, планируется потратить около $14,5 млрд. Ещё $3,87 млрд будет вложено в строительство предприятия по тестированию и упаковке памяти в штате Индиана. Как пояснили на этой неделе представители SK hynix, финансировать эти проекты компания рассчитывает преимущественно за счёт собственных средств, поскольку рассчитывает на пропорциональный рост прибыли.

Ситуация с расширением производства HBM руководству SK hynix нравится тем, что заказы клиентов растут предсказуемо, и это позволяет более чётко планировать строительство новых предприятий. По крайней мере, у компании появляется больше уверенности, что новые линии по выпуску HBM окажутся загружены работой, тогда как традиционный рынок DRAM в целом более непредсказуем с точки зрения колебания спроса и предложения.

Поставки образцов новейшей 12-ярусной памяти типа HBM3E своим клиентам, главным из которых остаётся Nvidia, компания SK hynix начнёт в мае текущего года, а в третьем квартале приступит к её массовому производству. К 2028 году, как считают в SK hynix, доля микросхем памяти для систем искусственного интеллекта, включая HBM и DDR, в стоимостном выражении достигнет 61 % всех поставок продукции этой марки. В прошлом году этот показатель не превышал 5 %, так что нет ничего удивительного в том, что заказами на поставку HBM компания теперь обеспечена вплоть до конца следующего года.

Власти Южной Кореи одобрили инициативу национального уровня, нацеленную на активное содействие развитию передовых технологий упаковки чипов, передаёт местное издание The Elec со ссылкой на анонимные источники. План уже прошёл предварительную экспертизу — её провёл Корейский институт оценки и планирования науки и технологий (KISTEP).

Источник изображения: samsung.com

Эксперты изучили национальные проекты с бюджетом более 50 млрд вон ($36,16 млн) при прямой государственной поддержке, превышающей 30 млрд вон ($21,7 млн). Подобные проекты редко проходят экспертизу с первого раза, но технологии упаковки чипов оказались исключением. Большинство рецензентов в KISTEP пришло к консенсусу и признало необходимость программы, чтобы догнать мирового лидера в лице TSMC.

Распределение передовых (слева) и зрелых (справа) полупроводниковых производств по регионам. Источник изображения: trendforce.com

К 2027 году доля Южной Кореи в мощностях передовых технологических процессов достигнет 11,5 % с возможностью дальнейшего роста, считают аналитики TrendForce. Бюджет семилетней программы был сокращён с первоначальных 500 млрд вон ($361,59) до 206,8 млрд вон ($149,55). После прохождения технико-экономического обоснования о программе, как ожидается, будет официально объявлено в этом году, а её реализация начнётся в следующем.

Сокращение бюджета было ожидаемым, но утверждение инициативы с первого раза указывает на глубокое понимание властями важности упаковки чипов, отмечает источник TheElec.

Компания Samsung разрабатывает транзисторы GAA (Gate-all-Around) нового поколения, которые будут применяться в чипах, производимых по её 2-нм техпроцессе. Компания планирует внедрить технологию в следующем году. Об этом сообщает южнокорейское издание Business Korea, ссылающееся на свои источники в отрасли.

Источник изображений: Samsung

Со ссылкой на свои источники издание также отмечает, что Samsung собирается представить доклад о третьем поколении технологии GAA для своего 2-нм техпроцесса (SF2) в рамках конференции по вопросам полупроводниковых технологий VLSI Symposium 2024, которая будет проходить на Гавайях с 16 по 20 июня.

Технология GAA, которую первой в мире поставила на коммерческие рельсы именно компания Samsung, это технология производства транзисторов с затвором, который полностью окружает канал. Поскольку с каждым переходом на новый техпроцесс транзисторы в составе полупроводника становятся меньше, контролировать движение тока в них становится всё сложнее. Однако GAA предлагает совершенно новую архитектуру транзистора, которая позволяет повысить его энергоэффективность.

В настоящий момент Samsung является единственной компанией в мире, которая может массово применять технологию GAA-транзисторов для производства чипов. Она приступила к исследованию GAA ещё в начале 2000-х годов и впервые внедрила её для своего 3-нм техпроцесса в 2022 году. Однако из-за мировой экономической нестабильности, высокой стоимости производства, а также ограниченной клиентской базы в таких секторах, как мобильные устройства, спрос на 3-нм техпроцесс Samsung оказался несущественным. Как результат, лидерство в производстве 3-нм чипов перешло к тайваньскому контрактному производителю чипов TSMC, который использует более традиционные (и дешёвые) методы производства транзисторов.

В ответ Samsung готовит второе поколение транзисторов GAA для 3-нм техпроцесса, которое она собирается представить в течение этого года. А в следующем году компания представит третье поколение GAA для 2-нм техпроцесса, чтобы закрепить лидерство в этом направлении. TSMC и Intel тоже планируют в конечном итоге перейти на использование технологии GAA с переходом на 2-нм техпроцесс производства, но случится это позже, чем у Samsung. Таким образом, у южнокорейской компании будет некое преимущество перед конкурентами. По крайней мере в теории.

Официальное название технологии GAA от Samsung — MBCFET. Первое поколение GAA для техпроцесса 3 нм по сравнению с предыдущим поколением FinFET-транзисторов Samsung обеспечило 23-процентную прибавку в производительности, 16-процентное увеличение плотности и 45-процентное повышение энергоэффективности. Второе поколение GAA для 3 нм техпроцесса, как ожидается, обеспечит 30-процентную прибавку в производительности, 35-процентное повышение плотности, а также 50-процентное снижение в энергопотреблении. Что касается третьего поколения MBCFET, то для него также ожидается значительная прибавка в производительности с более чем 50-процентным повышением энергоэффективности по сравнению с предыдущим поколением технологии.

к публикации квартальной отчётности традиционно подходит поэтапно, сначала называя собственный прогноз в этой сфере, затем подводя предварительные итоги квартала, и только потом раскрывая полную отчётность. На третьем этапе этого пути уже можно утверждать, что бизнес Samsung по производству памяти вернулся к прибыльности.

Впрочем, если быть до конца точными, речь идёт о всём бизнесе Device Solutions, который отвечает за выпуск полупроводниковых компонентов для собственных нужд компании и сторонних клиентов. Операционная прибыль на этом направлении по итогам первого квартала достигла $1,38 млрд, тогда как годом ранее наблюдались операционные убытки в размере $3,3 млрд, а в четвёртом квартале прошлого года они достигали $1,58 млрд.

Эксперты считают, что подобной динамике операционной прибыли подразделения DS способствовало не только восстановление спроса на разные виды памяти, но и активный рост потребности в микросхемах HBM, которые нужны для производства ускорителей вычислений. Впрочем, снабжать Nvidia своей памятью типа HBM3E компания Samsung только начинает, поэтому основная динамика на этом направлении ещё впереди. Во втором квартале компания приступит к выпуску не только 12-ярусных стеков HBM3E, но и 128-гигабайтных модулей DDR5 для серверного применения. Полупроводниковое подразделение Samsung, по прогнозам руководства компании, в этом году по операционной прибыли выйдет на уровень 2022 года, что соответствует $7,26 млрд. Прошлый год для компании был очень неудачным из-за падения спроса и цен на микросхемы памяти. Выручка Samsung в полупроводниковом сегменте по итогам первого квартала выросла на 68 % до $16,8 млрд. Непосредственно выручка Samsung от поставок микросхем памяти в прошлом квартале выросла на 96 % до $12,7 млрд.

Как уже отмечалось ранее, совокупная выручка Samsung по итогам первого квартала выросла на 12,81 % в годовом сравнении до $52,3 млрд, а операционная прибыль взлетела на 932,8 % до $4,8 млрд. Обе суммы оказались выше ожиданий аналитиков и собственных прогнозов компании, а операционная прибыль достигла максимальной величины с третьего квартала 2022 года. Росту выручки, по мнению руководства, способствовали успех смартфонов семейства Galaxy S24 и сосредоточенность компании на выпуске более дорогих видов памяти, которые ещё и поднялись в цене. Эксперты Citi считают, что дальнейшее развитие рынка систем искусственного интеллекта подстегнёт спрос на твердотельную память типа NAND, поскольку накопители данных станут узким местом с точки зрения дальнейшего масштабирования производительности. Являясь крупнейшим производителем памяти, Samsung сможет неплохо на этом заработать.

Во втором квартале Samsung ожидает сезонного снижения спроса на смартфоны и память, поскольку анонс новых продуктов сосредоточен в первом и третьем кварталах года, а второй в этом смысле не демонстрирует оживления. Функции искусственного интеллекта Samsung будет прививать не только новым смартфонам, но и уже существующим моделям, во второй половине года компания ожидает роста спроса на мобильные устройства с функциями ИИ. Операционная прибыль Samsung на направлении смартфонов по итогам первого квартала незначительно снизилась в годовом сравнении до $2,54 млрд. Выручка Samsung в сегменте мобильных устройств составила $24,3 млрд. По словам представителей Samsung, более половины покупателей Galaxy S24 выбрали смартфоны флагманской серии именно из-за функций работы с искусственным интеллектом, а 60 % владельцев этих моделей регулярно пользуются этими функциями.

На контрактном направлении освоение 3-нм и 2-нм техпроцессов идёт в соответствии с ожиданиями Samsung. Выпуском 3-нм продукции Samsung занимается с 2022 года, а 2-нм чипы начнёт массового производить в 2025 году. На направлении дисплеев операционная прибыль в первом квартале сократилась в два с лишним раза по сравнению с прошлым годом, до $247 млн. Объёмы поставок микросхем HBM компания в текущем году собирается увеличить более чем в три раза. В структуре поставок данного типа памяти новейшая HBM3E будет составлять две трети к концу текущего года.

Относительные успехи соседей в лице Германии и Франции, которые привлекают на свою территорию инвестиции со стороны производителей чипов, не дают покоя итальянским властям, а потому они на днях объявили о готовности выделить до 10 млрд евро на развитие национальной полупроводниковой отрасли до конца текущего года.

Источник изображения: Unsplash, Samuel Ferrara

Министр промышленности Италии Адольфо Урсо (Adolfo Urso), как сообщает Bloomberg со ссылкой на местные СМИ, на съезде правящей партии страны заявил репортёрам следующее: «Италия готовится стать одним из крупнейших производителей микроэлектроники в Европе». В марте итальянский чиновник уже сообщал о намерениях сингапурского стартапа Silicon Box построить предприятие по производству чипов на севере Италии, на реализацию проекта планируется потратить 3,2 млрд евро.

До тех пор предполагалось, что своё предприятие по тестированию и упаковке чипов на севере страны разместит корпорация Intel, обеспечив тем самым компонентами итальянских автопроизводителей, чьи предприятия сосредоточены в этом регионе. Между тем, распыляющаяся между большим количеством новых строек Intel была вынуждена отказаться от реализации этого проекта. Министр промышленности Италии добавил, что в ближайшие недели появится возможность сделать другие важные заявления в этой сфере.

Ещё в начале этого месяца Intel объявила о переходе к новой системе учёта расходов на производство своей продукции, согласно которой будет учитываться выручка, которую одно подразделение компании получает от реализации изделий для нужд другого. В ретроспективе прошлого года это привело к операционным убыткам в размере $7 млрд, но и первый квартал текущего года по новой системе отчётности не добавит оптимизма инвесторам.

Источник изображений: Intel

Напомним, что в начале апреля руководство Intel выразило уверенность, что текущий год контрактному направлению бизнеса компании принесёт ещё большие операционные убытки, чем в прошлом году ($7 млрд), но в дальнейшем ситуация начнёт выправляться. На квартальном отчётном мероприятии на уходящей неделе представители Intel пояснили, что на переход к безубыточности при производстве чипов компании в целом потребуется около двух лет.

В квартальном отчёте содержится информация о том, что подразделение Intel Foundry сократило в годовом сравнении выручку с $4,8 до $4,4 млрд, поскольку уменьшились денежные поступления от услуг по упаковке и тестированию чипов, которые она оказывает сторонним клиентам. Меньше стала компания реализовывать и образцов чипов, хотя при этом не уточняется, идёт ли речь о собственных заказах, либо только о внешних.

Вообще, о выручке, получаемой от сторонних клиентов подразделения Intel Foundry, корпоративная отчётность сообщает весьма скупую информацию. По данным формы 10-Q, выручка от внешних клиентов в первом квартале текущего года сократилась на 77 % до $27 млн из-за сокращения объёмов поставок оборудования и уменьшения объёмов услуг по упаковке чипов. Подразделение IMS, акционером которого является TSMC, сократило объёмы продаж оборудования для изготовления фотомасок.

Другими словами, в денежном выражении услуги Intel собственно по изготовлению чипов для сторонних заказчиков пока почти не развиты, и профильный бизнес держится как на услугах по упаковке чипов, так и на продаже оборудования для изготовления фотомасок. Это не мешает компании заявлять, что она уже привлекла шестого по счёту клиента на свой перспективный техпроцесс Intel 18A, и во втором квартале им будет предоставлен инструментарий PDK 1.0 для разработки компонентов с учётом особенностей этой литографической технологии Intel. К массовому производству чипов для сторонних клиентов по технологии 18A компания Intel собирается приступить во второй половине следующего года. Портфель заказов от внешних клиентов Intel оценивает в $15 млрд минимум, но пока остаётся лишь запасаться терпением в ожидании возникновения профильной выручки.

Операционные убытки контрактного подразделения, которое пока несёт огромные затраты на освоение новых техпроцессов и строительство новых предприятий, что сопровождается закупкой дорогого оборудования, по итогам первого квартала достигли $2,5 млрд, слегка увеличившись в годовом сравнении. Если они останутся на таком же уровне в каждом из оставшихся до конца года кварталов, то Intel точно превысит операционные убытки прошлого года, которые составили $7 млрд. Руководство компании считает, что «дно» по затратам в контрактном бизнесе будет пройдено в 2024 году, и ситуация контролируется достаточно, чтобы рассчитывать на дальнейшее приближение к безубыточности.

Как уже отмечалось в феврале, после перехода на EUV-литографию в условиях массового производства Intel рассчитывает наращивать среднюю цену реализации кремниевых пластин сторонним клиентам быстрее, чем будут расти собственные затраты. Это будет способствовать росту прибыли в контрактном бизнесе, и постепенно выведет его из убытков. Кстати, если посчитать выручку Intel Foundry за прошлый год, то она составит $18,9 млрд. По большому счёту, эта та сумма, которую Intel переложила из одного своего кармана в другой. При этом операционные убытки достигли $7 млрд, а это значит, что Intel в прошлом году потратила на контрактном направлении около $26 млрд.

На этой неделе Intel представила финансовый отчёт по итогам I квартала, и он не впечатлил инвесторов: акции компании рухнули на 9 % до минимального в этом году значения. Выручка Intel больше не снижается, и компания остаётся крупнейшим производителем процессоров для ПК и ноутбуков. Но продажи в I квартале не оправдали ожиданий аналитиков, и собственный прогноз Intel на текущий квартал отражает слабый спрос. Это непростой момент для гендиректора Пэта Гелсингера (Pat Gelsinger) который находится у руля уже четвёртый год. Проблемы Intel накапливались десятилетиями.

Источник изображения: Rubaitul Azad / unsplash.com

Ещё до того, как Гелсингер вернулся в компанию в 2021 году, Intel, некогда выступавшая флагманом Кремниевой долины, уступила своё преимущество в производстве полупроводников TSMC. Теперь она стремится вернуть себе утраченные позиции, ежеквартально тратя миллиарды. «Задача номер один состоит в том, чтобы ускорить наши усилия по устранению технологического разрыва, созданного после более десятилетия недостаточных инвестиций», — заявил Гелсингер инвесторам в четверг. Intel, по его словам, рассчитывает наверстать упущенное к 2026 году. Инвесторы настроены скептически: акции Intel являются худшими среди технологических компаний в индексе S&P 500 — в этом году они подешевели на 37 %. Наиболее доходными стали ценные бумаги Nvidia и Super Micro Computer, которые выпускают оборудование для систем искусственного интеллекта.

Intel, которая долгое время была самым дорогим производителем чипов в США, теперь стоит одну шестнадцатую от цены Nvidia, также уступая по рыночной капитализации Qualcomm, Broadcom, Texas Instruments и AMD. Её доходы снижаются семь кварталов подряд, и Гелсингер делает ставку на рискованную смену бизнес-модели: компания будет выпускать процессоры под собственной торговой маркой и начнёт выступать полупроводниковым подрядчиком для других компаний, которые передают производство на аутсорсинг — для таких как Nvidia, Apple и Qualcomm. Но для этого Intel придётся догнать TSMC. Другие игроки отрасли тоже хотят иметь альтернативу тайваньскому подрядчику, чтобы не полагаться на одного поставщика. Intel годами теряла инициативу. Она упустила бум мобильных процессоров с появлением iPhone в 2007 году и недостаточно оперативно отреагировала на бум ИИ: Meta✴, Microsoft и Google активно закупаются ускорителями Nvidia.

А ведь чип Intel мог быть внутри iPhone. Когда Apple работала над первым телефоном, тогдашний глава компании Стив Джобс (Steve Jobs) встречался с тогдашним гендиректором Intel Полом Отеллини (Paul Otellini) — они обсуждали, сможет ли Intel разработать процессор для телефона. Когда Apple представила iPhone, она позиционировала его как телефон под управлением той же ОС, что и компьютеры Mac, а те тогда работали на Intel. Но Джобс был вынужден отказаться от услуг Intel, которая, по его словам, работала «медленно», а Apple вдобавок не хотела, чтобы те же процессоры продавались конкурентам. Компании не смогли договориться ни о цене, ни о том, кому будет принадлежать интеллектуальная собственность, добавил Отеллини. Сделка так и не состоялась. Первый iPhone в 2007 году работал на процессоре Samsung. В 2008 году Apple поглотила разработчика процессоров PA Semi, и в 2010 году вышел первый iPhone на собственном процессоре компании. В течение пяти лет Apple довела объёмы поставок iPhone до сотен миллионов, а в 2010 году отгрузки смартфонов, включая модели на Android, превысили поставки ПК.

Источник изображения: Maxence Pira / unsplash.com

Почти каждый современный смартфон работает на Arm-процессоре, а не на архитектуре Intel x86, которую разработали в 1981 году для ПК, и которая используется до сих пор. Arm-чипы, которые разрабатывают Apple и Qualcomm, потребляют меньше энергии в сравнении с процессорами Intel, и они лучше подходят для мобильных устройств с автономным питанием. Процессоры на архитектуре Arm начали интенсивно развиваться благодаря огромным объёмам производства и потребностям отрасли, которой каждый год нужны новые чипы с более высокой производительностью и новыми функциями. В 2014 году Apple начала размещать у TSMC заказы на чипы для iPhone – первым стал процессор A8. Заказы технологического гиганта обеспечили тайваньскому подрядчику средства для ежегодной модернизации производственного оборудования, и в итоге TSMC обошла Intel. К концу десятилетия в тестах с процессорами Intel начали конкурировать передовые мобильные процессоры, которые при этом потребляли гораздо меньше энергии. Примерно в 2017 году Apple и Qualcomm начали добавлять в свои платформы ускорители ИИ — первый ноутбук Intel с таким компонентом вышел лишь в конце прошлого года.

Apple отказалась от процессоров Intel в 2020 году — сейчас она разрабатывает собственные Arm-чипы для компьютеров Mac, процессоры с этой же архитектурой всё чаще используются в хромбуках, а в этом году ожидается выход массовых ноутбуков с Arm-чипами под управлением Windows. Intel предприняла некоторые усилия по проникновению в сегмент смартфонов. В 2012 году вышел смартфон Asus Zenphone на мобильном x86-процессоре Atom. Но продажи этих устройств оставались низкими, и в 2015 году направление было закрыто.

Производительность процессоров растёт с увеличением числа транзисторов на них. Первый микропроцессор Intel 4004 в 1971 году имел около 2000 транзисторов. Сегодня на чипах Intel транзисторов миллиарды. Полупроводниковые компании наращивают количество транзисторов на чипах, уменьшая размеры первых — чем меньше транзистор, тем лучше. В оригинальном Intel 4004 использовался техпроцесс 10 мкм, в лучших чипах TSMC используется 3 нм, Intel же пока пользуется технологией 7 нм, которая в маркетинговых целях обозначается как Intel 4. Первоначально Intel регулярно снижала этот показатель, а её соучредитель Гордон Мур (Gordon Moore) сформулировал эмпирический закон, согласно которому вычислительная мощность чипов удваивается каждые два года. Ожидание непрерывного совершенствования технологий Intel было настолько сильным, что циклы её разработки характеризовались выражением «тик-так». Каждые два года компания выпускала чип, изготовленный по новому техпроцессу («тик»), а год спустя совершенствовала его технологическую основу («так»).

В 2015 году, когда гендиректором Intel был Брайан Кржанич (Brian Krzanich), стало ясно, что развёртывание техпроцесса 10 нм задерживается, и компания продолжит поставлять процессоры для ПК и серверов на основе техпроцесса 14 нм. В 2017 году ничего не изменилось. Сейчас в компании говорят, что проблема была в недостаточных объёмах инвестиций, особенно в производимые нидерландской ASML машины для EUV-литографии, которые TSMC с энтузиазмом закупала. Задержки в Intel усугублялись. Компания упустила сроки внедрения техпроцесса 7 нм, раскрыв проблему в отчёте от 2020 года, что привело к возвращению её бывшего инженера Пэта Гелсингера. И пока Intel пыталась сохранить темпы своего развития, её промашкой воспользовалась AMD – основной конкурент по производству процессоров для ПК и серверов. «Красные» работают без собственных производственных мощностей, размещая заказы у TSMC или GlobalFoundries. У TSMC не было таких же проблем с техпроцессами 10 и 7 нм, в результате чего чипы AMD во второй половине минувшего десятилетия оказались конкурентоспособными или даже лучше, чем продукция Intel. Десять лет назад доля рынка серверных процессоров у AMD была почти нулевой, в 2022 году она превысила 20 %, а сейчас рыночная капитализация AMD выше, чем у Intel.

Источник изображения: nvidia.com

С направлением ИИ всё обстоит ещё сложнее. Когда-то для ресурсоёмких компьютерных игр были разработаны графические процессоры, и учёные быстро поняли, что они оптимально подходят для параллельных вычислений, которые требуются для алгоритмов ИИ. Бизнес-сообщество усвоило это в конце 2022 года, когда OpenAI выпустила ChatGPT, и в 2023 году Nvidia утроила продажи. Серверы на базе графических процессоров, предназначенные для алгоритмов ИИ, имеют на борту до восьми ускорителей Nvidia с одним процессором Intel. Но недавно Nvidia анонсировала ускорители семейства Blackwell, полностью исключающие Intel — они оборудуются процессорами на базе Arm. Почти все ИИ-ускорители Nvidia производятся TSMC с использованием передовых технологий. У Intel есть собственные ИИ-ускорители Gaudi 3 — компания заинтересовалась данным направлением в 2018 году, когда поглотила разработчика Habana Labs. Ускорители Gaudi 3 производятся по техпроцессу 5 нм, которого нет у Intel, и компания полагается на сторонних подрядчиков. В этом году Intel намеревается продать ускорители Gaudi 3 на сумму $500 млн. Для сравнения, AMD ожидает от своих ИИ-чипов годовой выручки в $3,5 млрд; а Nvidia, по оценкам аналитиков, во второй половине года заработает на них $57 млрд.

Говоря о своём участии в отрасли ИИ, Intel видит себя в роли полупроводникового подрядчика на производство ускорителей, возможно, даже для Nvidia. Компания намеревается наладить их выпуск на заводе в штате Огайо, который возводится в рамках государственной программы по предоставлению грантов и льготных кредитов — речь идёт о сумме $8,5 млрд, а запуск производства намечен на 2028 год.

С тех пор, как Гелсингер возглавил компанию в 2021 году, Intel приходится преодолевать свои старые неудачи — гендиректор поставил перед компанией цель освоить пять узлов за четыре года. Она рассчитывает выйти на уровень TSMC к 2026 году, когда тайваньский подрядчик запустит массовое производство продукции по технологии 2 нм — к 2025 году Intel хочет освоить выпуск по технологии Intel 18A, эквивалентной 2 нм. Это крайне недешёвое удовольствие: по итогам 2023 года убыток контрактного производства компании составил $7 млрд. Из крупных клиентов Intel значится, например, Microsoft, для которой будут выпускаться серверные чипы; по словам Intel, общая сумма производственных контрактов достигла $15 млрд. Если компания сможет вернуть технологическое лидерство, то, как любит говорить Гелсингер, «Intel вернётся».

Компания TSMC представила новое поколение платформы «система-на-пластине» (System-On-Wafer) CoW-SoW, в которой применяется технология 3D-компоновки. Основой CoW-SoW является платформа InFO_SoW, представленная компанией в 2020 году, и позволяющая создавать логические процессоры в масштабе целой 300-мм кремниевой пластины. К настоящему моменту только компания Tesla адаптировала эту технологию. Она применяется в её суперкомпьютере Dojo.

Источник изображений: TSMC

В новой платформе CoW-SoW компания TSMC собирается объединить два метода упаковки — InFO_SoW и System on Integrated Chips (SoIC). Благодаря использованию технологии Chip-on-Wafer (CoW) метод позволит размещать память и/или логику непосредственно поверх «системы на пластине». Ожидается, что новая технология CoW-SoW будет готова к массовому производству к 2027 году.

«В будущем метод интеграции в масштабе пластины позволит нашим клиентам объединять ещё больше логических компонентов и памяти. Технология SoW — больше не фикция. Это то, над чем мы уже работаем с нашими клиентами для дальнейшей перспективы её использования в их существующих продуктах. Мы считаем, что передовая технология интеграции на уровне пластин предоставит нашим клиентам возможность продолжать наращивать вычислительные мощности их ИИ-систем или суперкомпьютеров», — сказал Кевин Чжан, вице-президент по развитию бизнеса в TSMC.

Сейчас TSMC рассматривает возможность объединения в рамках платформы CoW-SoW логических процессоров с высокопроизводительной памятью HBM4. Последняя будет иметь 2048-битный интерфейс и располагаться непосредственно поверх логических микросхем. В то же время возможность размещения дополнительной логики на пластине позволила бы оптимизировать производственные издержки.

Процессоры масштаба целой кремниевой пластины (например, WSE компании Cerebras), а также процессоры на платформе InFO_SoW обеспечивают значительные преимущества в вопросе производительности и эффективности за счёт высокой пропускной способности, низкой задержки в межъядерных связях, низкого сопротивления при передаче энергии и высокой энергоэффективности. В качестве дополнительного «бонуса» такие процессоры предлагают возможность размещения огромного количества вычислительных ядер.

Однако у той же технологии InFO_SoW имеются и некоторые ограничения. Например, эффективность процессоров масштаба кремниевой пластины может ограничиваться эффективностью набортной памяти. Платформа CoW-SoW позволяет обойти это ограничение, поскольку в ней планируется применение высокопроизводительной памяти HBM4. В дополнение к этому обработка пластин InFO_SoW осуществляется с применением только одного технологического процесса, и он не поддерживает трёхмерную компоновку. Этот вопрос позволяет решить новая платформа CoW-SoW.

Выплатив многомиллиардные гранты Intel, TSMC, Samsung и Micron, американское правительство уже потратило более половины от $39 млрд, выделенных на стимулирование полупроводниковой отрасли в соответствии с «Законом о чипах». Но это неожиданно вызвало инвестиционный бум в стране, обращает внимание Financial Times.

Источник изображений: Gerd Altmann / pixabay.com

Компании — производители чипов и их партнёры в цепочке поставок объявили об инвестициях на общую сумму $327 млрд в течение ближайших десяти лет, подсчитали в Ассоциации полупроводниковой промышленности (SIA). Статистика США показала 15-кратный рост строительства полупроводниковых мощностей по производству электроники и вычислительных устройств. Участники дебатов по поводу «Закона о чипах» обсуждали задержки и производственные трудности, но огромный объём инвестиций говорит о другом.

Эпоха пандемии показала, что даже небольшой дефицит низкотехнологичных базовых чипов способен нанести экономический ущерб на сотни миллиардов долларов. Последовавший за этим «Закон о чипах» был направлен на поощрение строительства предприятий по производству микросхем в США, чтобы снизить зависимость страны от азиатских поставщиков — сегодня почти все передовые процессоры производятся на Тайване. Всплеск инвестиций говорит о снижении этих уязвимостей. Ведущие мировые производители чипов Samsung, TSMC и Intel сейчас строят крупные новые заводы в США. Intel собирается выпускать на новых предприятиях самую передовую продукцию, а TSMC перенесёт на свои американские мощности техпроцесс 2 нм примерно через два года после его запуска на Тайване. К 2030 году США будут выпускать около 20 % самых передовых чипов в мире, считает министр торговли страны Джина Раймондо (Gina Raimondo), хотя сегодня этот показатель нулевой.

Но и этого не хватит, чтобы обеспечить самодостаточность стране, которая потребляет более четверти мировых чипов. В случае кризиса в Азии может остановиться производство смартфонов и бытовой техники, и этот страх преследует США до сих пор. Но новых производственных мощностей в стране окажется достаточно для нужд критически важной инфраструктуры: центров обработки данных и телекоммуникаций. Полностью взаимозаменяемыми чипы не являются, но у США будет больше возможностей справиться с потрясениями.

Дефицит в эпоху пандемии показал, что экономическое значение имеют не только передовые чипы: автопрому, оборонной промышленности и производителям медицинского оборудования требуются большие запасы базовых микросхем. Ford и GM объявили о крупных долгосрочных соглашениях о поставках с американским производителем чипов GlobalFoundries, который расширил своё производство за счёт $1,5 млрд, выделенных в рамках «Закона о чипах». Аризонский производитель микроконтроллеров Microchip также получил грант на расширение; щедрые налоговые льготы помогли Texas Instruments начать возведение новых мощностей в Техасе и Юте — всё это было бы невозможным без нового закона.

Помогают США и действия её союзников. В мощности по производству базовых чипов инвестируют Европа и Япония. Microchip и Analog Devices объявили о намерениях перенести часть производства с тайваньских предприятий TSMC на новый завод в Японии, что повысит устойчивость к рискам со стороны Китая. Новые отраслевые стимулы провоцируют гонку субсидий, но она началась задолго до принятия «Закона о чипах»: так, в период с 2014 по 2018 год как минимум две американские компании получили от иностранных правительств больше денег, чем от США — отчасти из-за этого производство чипов когда-то мигрировало в страны с высоким уровнем субсидий, а теперь этот механизм способствует переносу производства обратно.

Многие из субсидированных предприятий строятся уже сейчас, а TSMC планирует начать крупномасштабный выпуск чипов на своём новом заводе в Аризоне в начале следующего года. Если ситуация на рынке ухудшится, проекты могут быть заморожены, но выплата грантов привязана к прогрессу по вводу заводов в эксплуатацию. Существует риск того, что налогоплательщики профинансируют избыточные мощности, но многие руководители технологических компаний, включая гендиректора OpenAI Сэма Альтмана (Sam Altman), больше обеспокоены нехваткой ИИ-чипов, чем их избытком. Новый завод TSMC в Аризоне будет сотрудничать с крупнейшими американскими клиентами компании: Apple, Nvidia, Qualcomm и AMD. Intel же будет выпускать ИИ-ускорители для Microsoft. Получается, что пока инвесторы спорят о том, смогут ли эти вложения принести адекватную отдачу, политики, которые рассматривают «Закон о чипах» как страховку от масштабных потрясений, считают, что он уже приносит дивиденды.

Представленные на прошлой неделе смартфоны Huawei семейства Pura 70, по логике вещей, оснащались самыми современными процессорами HiSilicon собственной разработки, и для американских чиновников интрига заключалась в том, сохранила ли компания SMIC возможность выпускать 7-нм чипы в условиях санкций. Как утверждают сторонние эксперты, внутри новых смартфонов Huawei снова замечены 7-нм процессоры.

Источник изображения: Huawei Technologies

Напомним, что дебют семейства смартфонов Huawei Mate 60 в начале прошлой осени всполошил американских чиновников, поскольку сторонние эксперты установили, что они построены на основе 7-нм чипов HiSilicon Kirin 9000s, выпускаемых китайской компанией SMIC. Для властей США такая деятельность является нежелательной, поскольку они считают, что передовую по меркам китайской полупроводниковой промышленности технологию местный военно-промышленный комплекс может использовать в своих интересах.

По информации Bloomberg, специалисты TechInsights вскрыли один из смартфонов Huawei Pura 70, обнаружив внутри процессор HiSilicon Kirin 9010, обладающий признаками изготовления с использованием 7-нм технологии. К такому выводу эксперты приходят по итогам изучения внутренней структуры чипа с использованием микроскопа, поскольку иначе понять, по какой технологии он изготовлен, проблематично. Стало быть, SMIC имеет возможности расширять ассортимент выпускаемой 7-нм продукции, хотя власти США, Нидерландов и Японии всячески стремятся ограничить доступ этого контрактного производителя к передовому литографическому оборудованию. Специалисты TechInsights с высокой степенью уверенности говорят, что семейство смартфонов Pura 70 содержит процессоры Kirin 9010, изготовленные по 7-нм технологии в варианте N+2. Новые смартфоны Huawei пользуются в Китае высокой популярностью, первая партия была распродана буквально за пару дней.

Представители TSMC вчера сделали ряд заявлений, не только подтвердив намерения начать выпуск 2-нм продукции до конца следующего года, но и пообещав внедрить технологию A16 с опережением первоначального графика уже во второй половине 2026 года. При этом ей не потребуется дорогое оборудование с высоким значением числовой апертуры, которое намерена использовать для техпроцесса Intel 14A одноимённая компания.

Источник изображения: TSMC

Кевин Чжан (Kevin Zhang), старший вице-президент TSMC по развитию бизнеса, в интервью Reuters отметил, что компания ускорила освоение техпроцесса A16 по требованию неких разработчиков чипов для систем искусственного интеллекта. Он также выразил уверенность, что TSMC не потребуются литографические сканеры ASML с высоким значением числовой апертуры (High-NA EUV), которые стоят около $380 млн за штуку, для производства чипов по технологии A16. В этом отношении TSMC демонстрирует другой подход по сравнению с Intel, которая такое оборудование ASML уже начала испытывать, пусть и в единичном экземпляре, чтобы провести эксперименты ещё в рамках технологии 18A, а потом внедрить к 2027 году уже в рамках серийной версии техпроцесса 14A. Несмотря на высокие капитальные затраты, Intel считает переход на использование литографических сканеров с высоким значением числовой апертуры важным этапом достижения преимущества над конкурентами по себестоимости изготавливаемой продукции.

Компания TSMC в рамках техпроцесса A16 будет использовать литографические сканеры существующего поколения, как можно понять со слов руководства. Разного рода ухищрения с шаблонами, подбор новых химикатов и расходных материалов, а также использование искусственного интеллекта для поиска дефектов позволят TSMC обойтись без более дорогого оборудования при производстве 1,6-нм чипов. Впрочем, подводить питание с оборотной стороны кремниевой пластины TSMC в рамках технологии A16 всё равно будет, поэтому серьёзные новшества в этом смысле всё-таки будут предусмотрены.

В годовом отчёте TSMC отмечается, что компания будет изучать возможность использования литографического оборудования следующего поколения в рамках техпроцесса A14 и более новых, но просто на этапе A16 его применение не кажется экономически целесообразным. Представители TSMC уже высказывались на эту тему, когда впервые стало известно о намерениях Intel перейти на использование сканеров с высоким значением числовой апертуры. Попутно компания будет работать над совершенствованием фотошаблонов и расходных материалов для обработки кремниевых пластин, поэтому сугубо переходом на новые литографические сканеры дело в будущем не ограничится.