Кремниевая фотоника является отраслью промышленности, предполагающей объединение полупроводниковых вычислительных компонентов с оптическими каналами передачи информации. Представители TSMC взяли на себя смелость утверждать, что в условиях роста потребности в скоростных интерфейсах важность кремниевой фотоники будет только усиливаться, а потому контрактный производитель готов проводить профильные исследования и разработки.

Источник изображения: Nikkei Asian Review, Cheng Ting-Fang

По словам вице-президента TSMC Дугласа И (Douglas Yi), на которые ссылается Nikkei Asian Review, «обеспечив систему качественной интеграции кремниевой фотоники, мы могли бы решить сразу две проблемы, стоящие перед искусственным интеллектом — повысить энергоэффективность без ущерба для производительности вычислений». Эти заявления представитель TSMC сделал на открытии мероприятия SEMICON на Тайване, проходящего на этой неделе.

Большие объёмы данных, которые необходимо передавать при обучении языковых моделей ИИ, было бы эффективнее направлять по оптическим каналам. Это позволяет как увеличить расстояние передачи информации, так и снизить задержки, не говоря уже о снижении энергопотребления. Intel, Cisco и IBM уже давно экспериментируют в сфере кремниевой фотоники, рассчитывая применить свои разработки в суперкомпьютерах и сопутствующей инфраструктуре. NVIDIA ради достижения подобных целей купила израильскую компанию Mellanox. Китайская Huawei Technologies изначально пыталась инвестировать в эту сферу посредством строительства исследовательского центра в Великобритании, но теперь сложно судить, как такую активность можно будет продолжать в условиях западных санкций.

TSMC, по словам руководства компании, пытается сочетать разработку кремниевой фотоники с передовыми методами компоновки вычислительных решений. Пока подобные эксперименты не привели к созданию решений, готовых к массовому производству. Занимающаяся тестированием и упаковкой чипов компания ASE Technology Holding разделяет мнение о том, что поиски новых методов интеграции кремниевой фотоники через технологии упаковки являются ключом к созданию нового поколения вычислительных комплексов. По оценкам ассоциации SEMI, мировой рынок кремниевой фотоники к концу десятилетия достигнет ёмкости в $7,86 млрд, а в период с 2022 года он будет в среднем ежегодно расти на 25,7 %.

По данным TrendForce, во втором квартале 95 % выручки на рынке услуг по контрактному производству чипов продолжали контролировать 10 крупнейших игроков, но среди них произошли интересные изменения и порой даже перестановки. В общей сложности, десять лидеров рынка выручили по итогам второго квартала $26,2 млрд — на 1,1 % меньше по сравнению с первым кварталом текущего года.

Источник изображения: Samsung Electronics

Мировым лидером продолжает оставаться тайваньская компания TSMC, но она сократила выручку во втором квартале на 6,4 % до $15,7 млрд, а её доля рынка сжалась с 60,2 до 56,4 %. Что примечательно, в пятёрке лидеров только TSMC столкнулась как со снижением выручки, так и с сокращением своей доли рынка. Это можно объяснить высокой зависимостью компании от прогрессивных техпроцессов, спрос на которые в сегменте смартфонов продолжает оставаться низким. По сути, если 6-нм и 7-нм продукция TSMC в прошлом квартале ещё пользовалась адекватным спросом, то более продвинутые 5-нм и 4-нм чипы продавались хуже. Ожидается, что выход на рынок Apple iPhone в третьем квартале должен способствовать росту выручки TSMC, поскольку она начнёт реализацию новейших 3-нм чипов, которые обладают более высокой добавленной стоимостью.

Источник изображения: TrendForce

Samsung Electronics на контрактном направлении увеличила выручку сразу на 17,3 % до $3,2 млрд, хотя ей всё равно сложно тягаться как с TSMC, так и с собственным подразделением по выпуску микросхем памяти. Так или иначе, доля Samsung на рынке контрактных услуг по итогам второго квартала выросла с 9,9 до 11,7 %, и это благоприятная для компании тенденция, поскольку она хочет меньше зависеть от цикличного по своему характеру рынка памяти. От выхода новых смартфонов конкурирующей Apple корейская компания тоже выиграет, поскольку будет поставлять часть компонентов для них.

GlobalFoundries во втором квартале увеличила выручку последовательно на 0,2 % до $1,845 млрд, а доля рынка компании укрепилась с 6,6 до 6,7 %. Следующая по списку UMC занимает 6,6 % рынка со своими $1,83 млрд выручки во втором квартале, но её рост на 2,8 %, скорее всего, вызван временным всплеском спроса на компоненты для мониторов, телевизоров и сенсорных панелей, который наблюдался во втором квартале. Если же говорить о GlobalFoundries, она старается выстраивать взаимоотношения со своими клиентами в форме долгосрочных контрактов, гарантирующих стабильность денежных потоков, а ещё она сильнее зависит от автомобильного сегмента, который демонстрирует растущий спрос на полупроводниковые компоненты.

Китайская SMIC, являющаяся флагманом китайской полупроводниковой отрасли, свою выручку нарастила на 6,7 % до $1,56 млрд, а доля рынка компании выросла с 5,3 до 5,6 %. На сохранение положительной динамики ей позволяет рассчитывать растущая активность китайских заказчиков по импортозамещению полупроводниковых компонентов.

Занявшая девятое место с ростом выручки на 19,1 % компания VIS за подобную динамику должна благодарить как раз всплеск спроса на компоненты для мониторов и телевизионной техники по итогам второго квартала. По схожим причинам в первую десятку производителей вернулась и компания Nexchip, чья выручка увеличилась на 65,4 % до $268 млн. При этом уровень загрузки производственных линий удалось поднять до 60–65 %, что также благоприятно сказывается на финансовых показателях деятельности.

Эксперты TrendForce ожидают, что в целом второе полугодие будет иметь менее выраженный подъём спроса на услуги контрактных производителей чипов по сравнению с сезонной нормой. Интерес к дорогим чипам для систем искусственного интеллекта и выход на рынок Apple iPhone 15, скорее всего, позволят рынку контрактных услуг миновать локальный минимум выручки и перейти к его постепенному росту ближе к концу текущего года.

Тайваньская компания TSMC уже не первый месяц снабжает своих клиентов 3-нм чипами первого поколения, но основную их часть должна получать Apple, и до конца текущего года ситуация не изменится, если верить осведомлённым источникам. Intel начнёт получать от TSMC необходимые для выпуска своих процессоров 3-нм кристаллы только в следующем году.

Источник изображения: MacRumors

Некие изменения в планах Intel, как сообщает MacRumors со ссылкой на издание DigiTimes, вынудили компанию перенести размещение заказов на выпуск 3-нм кристаллов для собственных нужд на следующий год. Теперь Apple может претендовать на 100 % квот TSMC по выпуску 3-нм чипов на оставшееся до конца текущего года время. Впрочем, в абсолютном выражении планы TSMC по выпуску 3-нм продукции из-за действий Intel тоже пришлось сократить.

В четвёртом квартале текущего года, как поясняет источник, вместо запланированных ранее 80–100 тысяч ежемесячно обрабатываемых кремниевых пластин с 3-нм чипами компания будет выпускать лишь 50–60 тысяч таких кремниевых пластин. Сейчас TSMC ежемесячно способна обрабатывать по 65 тысяч кремниевых пластин с 3-нм чипами. По сути, к четвёртому кварталу объёмы выпуска профильной продукции даже немного уменьшатся.

TSMC также готовится предложить клиентам усовершенствованный техпроцесс N3E. Компоненты Apple тоже мигрируют на него в числе первых, но в серьёзных количествах соответствующие компоненты не начнут производиться до 2024 года, как сообщают тайваньские источники. На правах первого и крупнейшего клиента TSMC в этом сегменте Apple, как считается, пользуется некоторыми привилегиями с точки зрения схемы оплаты готовой продукции, не теряя деньги на выкупе бракованных изделий.

Компания GlobalFoundries номинально хоть и является американской, имеет полное право считаться «старожилом» немецкой полупроводниковой отрасли, поскольку она унаследовала от AMD предприятия рядом с Дрезденом, где по сей день выпускает для неё полупроводниковые компоненты. Желание властей Германии «завалить деньгами» TSMC вызвало справедливое недовольство представителей GlobalFoundries.

Источник изображения: GlobalFoundries

Напомним, в Германии должно появиться предприятие TSMC, на строительство которого последняя рассчитывает потратить до 10 млрд евро, причём половину затрат согласились покрыть местные власти за счёт субсидий. Финансировать проект помогут и партнёры TSMC, в роли которых выступят Bosch, Infineon и NXP. Как отмечает Tom’s Hardware со ссылкой на немецкое издание Handelsblatt, представители GlobalFoundries выразили недовольство подобными преференциями и собираются в случае продвижения инициативы TSMC в её указанном виде обратиться с жалобой в Еврокомиссию.

По словам представителей GlobalFoundries, её предприятия в Германии за 25 лет своего существования (включая период эксплуатации их компанией AMD) получили гораздо меньше финансовой поддержки от государства, чем планируется предоставить TSMC. Во-первых, GlobalFoundries утверждает, что подобная непропорциональная поддержка нарушает условия справедливой конкуренции. Во-вторых, она огорчена тем фактом, что TSMC собирается привлечь к реализации своего проекта в Германии трёх крупнейших клиентов GlobalFoundries — европейские компании Bosch, Infineon и NXP. Как только TSMC официально зарегистрирует в Европе своё подразделение, которое будет курировать стройку, GlobalFoundries готова подать жалобу в Еврокомиссию на неконкурентное поведение тайваньской компании. Сама GlobalFoundries, напомним, ещё два года назад вынашивала планы по расширению производства в Германии, но вынуждена была оперировать куда меньшими бюджетами по сравнению с TSMC.

Рабочие, занятые на строительстве завода тайваньского контрактного производителя полупроводников TSMC в Аризоне, утверждают, что возведение объекта задерживается из-за бесхозяйственности и административного хаоса в руководстве заказчика, пишет Business Insider. В TSMC эту позицию отвергают.

Источник изображения: bridgesward / pixabay.com

В июле TSMC заявила, что запуск предприятия, вероятно, придётся перенести на 2025 год, и часть вины компания возложила на недостаток квалификации у американских рабочих. Чтобы исправить ситуацию, компания пытается получить визы для 500 тайваньских специалистов, которые помогут в строительстве и обучении на объекте, где заняты 12 000 человек. В ответ профсоюз Arizona Pipe Trades 469 Union, представляющий интересы более 4000 трубомонтажников, сантехников, сварщиков, а также специалистов по отоплению, вентиляции и кондиционированию, подал петицию, в которой призвал американских законодателей отказать в выдаче этих виз. По версии организации, TSMC намеренно исказила ситуацию с навыками, которыми обладают аризонские рабочие, и заменять их более «дешёвой» рабочей силой с Тайваня недопустимо. В TSMC, напротив, уверяют, что тайваньские специалисты не создадут угрозы для рабочих мест в США — на данном этапе строительства «сотрудничество местной рабочей силы и международного опытного персонала является обычной практикой для обеспечения высочайшего качества исполнения».

Один из занятых на объекте американских рабочих настаивает, что задержка связана с управленческим звеном заказчика, которое просто не выделяет подрядчикам нужных ресурсов. Ему есть с чем сравнивать — ранее он был занят на объекте Intel. В отличие от американского электронного гиганта, руководство TSMC просто отдаёт распоряжение, что именно хочет получить, не предоставляя строителям ни чертежей, ни планов. Вместо них приходится ориентироваться по электронным письмам и изображениям с пометками, которые непросто расшифровать. Основные противоречия сводятся к культурным различиям: американские рабочие обвиняют TSMC в управленческих проблемах, а в TSMC говорят, что американскими рабочими трудно управлять.

Источник изображения: Michael Gaida / pixabay.com

Впрочем, у местных подрядчиков накопилось к тайваньским заказчикам множество других претензий: нехватка материалов, которых порой приходится ждать по нескольку дней; отсутствие координации между специалистами разных профилей; систематические нарушения строительных норм — объект возводится согласно требованиям заказчика, но подписывать акты о проделанных работах подрядчики не хотят, поскольку это незаконно; наконец, пренебрежение техникой безопасности — груз в несколько центнеров может висеть над головами рабочих, а тайваньские специалисты ходят по объекту в теннисных туфлях, не надевая ни защитных очков, ни перчаток. Тайваньская сторона, напротив, уверяет, что регулярно проводит проверки на соблюдение техники безопасности, и зарегистрированных нарушений на объекте на 80 % меньше, чем в целом по стране.

У американских рабочих есть вопросы и к организации строительства. До часа приходится ждать в очереди на выдачу защитного снаряжения, после чего оно может не подойти по размеру, и вешалка в раздевалке будет занята кем-то ещё. Кроме того, на местной парковке некорректно организовано движение транспорта. Наконец, претензии TSMC в отношении квалификации американских рабочих, по мнению последних, не выдерживают никакой критики: тайванцы не разу не уточнили, каких именно навыков не хватает американским подрядчикам, и их обучением тоже никто даже не думал заниматься. «Мы не против тайваньских рабочих или чего-то ещё. Мы против TSMC. Проблема в TSMC», — заключил один из строителей.

Компания Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) сообщила, что её правление утвердило инвестиции в размере 3,5 млрд евро для строительства завода в Германии — это будет первое европейское предприятие компании.

Источник изображения: TSMC

Крупнейший в мире контрактный производитель микросхем с 2021 года ведёт переговоры с властями федеральной земли Саксонии о строительстве завода в Дрездене. Это будет третий завод TSMC за пределами Тайваня и материкового Китая, а также важнейший объект для официального Берлина, который реализует стратегию развития немецкой полупроводниковой промышленности — присутствие в этом сегменте необходимо для автомобильной индустрии и сохранения конкурентоспособности ФРГ на мировом рынке.

Тайваньский производитель выделит €3,499 млрд — эти средства будут направлены дочерней компании European Semiconductor Manufacturing Company (ESMC) GmbH, которая на 70 % принадлежит TSMC, а остальное принадлежит европейским Bosch, Infineon и NXP. Завод ежемесячно сможет обрабатывать 40 тысяч 300-мм кремниевых пластин на основе технологий CMOS 28/22 нм и FinFET 16/12 нм, а также поможет создать 2000 рабочих мест. ESMC планирует начать строительство завода во второй половине 2024 года, а производство стартует в 2027 году.

TSMC является одним из нескольких производителей полупроводников наряду с Intel и Wolfspeed, стремящихся привлечь государственное финансирование для строительства заводов в Европе. Брюссель и входящие в ЕС страны считают важнейшей задачей развитие местного производства — для её реализации выделяются многомиллиардные госсубсидии, которые помогут региону снизить зависимость от азиатских поставщиков и исключить дефицит чипов, который породил настоящий хаос в автопроме. К 2030 году ЕС собирается нарастить свою долю на мировом рынке до 20 %. Пока что не уточняется, сколько именно TSMC получит субсидий на строительство своего первого европейского завода.

TSMC также построит несколько предприятий в американской Аризоне — они также будут построены в рамках реализуемой стратегии по развитию полупроводниковой промышленности в США. Ещё один проект компания реализует с Sony — совместное производственное предприятие в Японии.

Компания TSMC вышла на массовое производство 3-нм чипов с уровнем выхода годной продукции выше 70 %. И обычно клиенты оплачивают все пластины и чипы, включая бракованные. Однако на эксклюзивных условиях сотрудничества компания Apple платит тайваньскому контрактному производителю микросхем только за годные кристаллы, сообщает портал AppleInsider, ссылающийся на отчёт издания The Information.

Источник изображения: TSMC

По словам операционного директора Apple Джеффа Уильямса (Jeff Williams), Apple и TSMC связывают долгие и насыщенные отношения. Как пишет The Information, эти отношения по-настоящему уникальны и выделяются как на фоне сотрудничества TSMC с другими своими клиентами, так и на фоне отношений прочих производителей чипов со своими покупателями.

В частности, TSMC не взимает с Apple полную стоимость пластин с использованием 3-нм техпроцесса, в которых содержатся сотни кристаллов будущих процессоров. Тайваньский контрактный производитель берёт с Apple плату только за годные кристаллы. Обычно разница в цене не является статистически значимой, потому что со временем TSMC так или иначе выходит на уровень выпуска 99 % годных кристаллов на кремниевой пластине. Однако в настоящий момент уровень пригодных к использованию 3-нм кристаллов составляет около 70–80 %. Поскольку Apple не платит TSMC за негодные кристаллы, это позволяет ей значительно экономить. Речь идёт о миллиардах долларов.

Apple выкупила практически все мощности TSMC для выпуска 3-нм изделий ещё несколько лет назад. The Information утверждает, что TSMC способна вести разработку новых технологических процессов в частности благодаря тому, что Apple готова заранее и в больших объёмах оплачивать производственные мощности для выпуска новых передовых чипов. Отмечается, что как только TSMC снизит уровень производственного брака кристаллов и повысит объём выпуска годных чипов, она сможет предоставлять свои услуги по производству 3-нм процессоров и другим компаниям, но уже без таких выгодных условий.

Предполагается, что использование 3-нм процессоров в составе будущих смартфонах iPhone 15 до 35 % увеличит показатель их энергоэффективности по сравнению с актуальными моделями iPhone 14, сообщает AppleInsider.

По словам Илона Маска (Elon Musk), закупившего 10 000 ускорителей вычислений NVIDIA, достать их было «труднее, чем наркотики». NVIDIA объяснила, что узким местом при производстве графических процессоров стал этап упаковки чипов. В графических процессорах NVIDIA H-класса (для ускорителей) используется технология упаковки TSMC 2.5D Chip-on-Wafer-on-Substrate (CoWoS) — многоэтапный высокоточный процесс, высокая сложность которого ограничивает его производительность.

Источник изображения: NVIDIA

Существует много факторов, способных повлиять на изготовление полупроводников, начиная от ошибок при проектировании, перебоев электроснабжения, загрязнения материалов вплоть до банальной нехватки редкоземельных металлов или других материалов. Но проблема с упаковкой CoWoS может оказаться более серьёзной, чем ожидалось.

TSMC заявила, что ей потребуется 1,5 года на завершение строительства дополнительных фабрик и расширение уже существующих мощностей, чтобы компенсировать отставание процесса упаковки от скорости производства самих чипов. Это означает, что NVIDIA придётся расставлять приоритеты при выпуске своих продуктов — не хватит времени и возможностей, чтобы упаковать их все.

TSMC на сегодняшний день является одним из немногих игроков с функциональной, высокопроизводительной технологией упаковки, которая является абсолютным требованием для масштабирования производительности. Но есть надежда, что Intel Foundry Services (IFS) в скором времени сможет составить конкуренцию TSMC в этой области. Компания Samsung также прилагает большие усилия, чтобы сократить разрыв в производственных технологиях по сравнению с TSMC. Недавно даже появилась информация, что NVIDIA поручит Samsung упаковку чипов для ИИ-ускорителей. Если это окажется правдой, то проблему дефицита GPU для ускорителей получится если не решить, то хотя бы несколько сгладить.

Дальнейшее масштабирование производительности вычислительных компонентов уже не может происходить исключительно за счёт увеличения плотности размещения транзисторов на кристалле. Ведущие производители всё чаще используют технологии сложной пространственной компоновки чипов, и анализ патентной активности показывает, что TSMC в этой сфере преуспела больше других.

Источник изображения: TSMC

По крайней мере, Reuters со ссылкой на данные исследования LexisNexis сообщает о превосходстве TSMC в данной сфере активности по критерию количества патентных заявок. Прежде всего, эта тайваньская компания располагает 2946 патентами в сфере продвинутых методов упаковки чипов, и они чаще разработок конкурентов цитируются сторонними компаниями. Samsung Electronics довольствуется 2404 патентами в этой сфере, а Intel может предложить только 1434 патента такого плана.

В любом случае, по данным LexisNexis, эти три компании сообща продвигают передовые методы упаковки чипов на рынок и стараются формировать отраслевые стандарты, что полезно всем участникам рынка. Прирост патентных портфелей всех трёх компаний в этой сфере начался в 2015 году, и они остаются одними из немногих, кто внедряет на практике самые сложные технологии упаковки чипов.

В декабре прошлого года Samsung Electronics даже создала обособленное подразделение, которое будет специализироваться на передовых технологиях упаковки чипов. Сама TSMC, в настоящее время испытывающая нехватку профильных производственных мощностей, собирается удвоить их к концу следующего года. Что касается Intel, то она тоже видит рыночный потенциал в развитии контрактных услуг по упаковке чипов, даже если речь идёт об обслуживании интересов конкурентов. Во-вторых, представители Intel пояснили, что сама по себе величина патентного портфеля TSMC ещё не говорит о превосходстве тайваньского производителя в технологической сфере.

Официальные представители TSMC мотивы компании, побудившие её начать строительство совместного предприятия с Sony и Denso на западе Японии, обычно объясняют стремлением угодить клиентам, среди которых числятся не только Sony, но и Apple, покупающая у неё датчики изображения для своих смартфонов. Отраслевые источники считают, что у TSMC были и другие причины двинуться в Японию — нужно укреплять отношения с местными поставщиками оборудования и материалов.

Источник изображения: Canon

Такой точкой зрения поделился ресурс DigiTimes в начале текущей недели. Как поясняет источник, в отличие от проектов по строительству предприятий в США и Германии, японская инициатива во многом соответствовала интересам самой TSMC, тогда как западные проекты по локализации производства чипов зародились в силу заинтересованности властей США, Европы и локальных заказчиков. Строительство предприятия на западе Японии идёт без особых проблем, тогда как в США оно столкнулось с дефицитом квалифицированной рабочей силы, а в Германии даже ещё не принято соответствующее решение. По некоторым данным, располагающая предприятиями в окрестностях Дрездена американская компания GlobalFoundries возмущена намерениями местных властей отдать приоритет субсидированию строительства предприятия TSMC. Такие перекосы, по мнению конкурента, нарушают принципы справедливого рыночного соперничества.

Уже к декабрю 2024 года на первой японской площадке совместного предприятия JASM начнётся выпуск 12-нм, 16-нм, 22-нм и 28-нм чипов для нужд Sony и Denso, а второе предприятие может появиться по соседству позже. Для проектов такого уровня это довольно сжатые сроки реализации. Интерес TSMC в его реализации на территории Японии, как считают отраслевые эксперты, изначально заключался в укреплении связей с местными поставщиками технологического оборудования и материалов. Если в сфере поставок литографического оборудования японские компании занимают второе место в мире после США, то по материалам для выпуска чипов Япония лидирует с большим отрывом и долей в 48 % мирового рынка. Фактически, по некоторым из необходимых для обработки кремниевых пластин химикатов Япония вообще является монополистом. TSMC для развития своего бизнеса нужен доступ ко всем этим товарам из Японии.

Совместное предприятие TSMC на западе Японии позволит создать до 7000 новых рабочих мест, причём само JASM будет обеспечивать работой около 1000 человек из этого количества. Остальные вакансии появятся на смежных предприятиях и в экосистеме поставщиков. После объявления TSMC о намерениях реализовать этот проект в Японии более десяти местных компаний объявили о готовности увеличить капитальные расходы. Для TSMC и японских компаний строительство предприятия JASM на западе страны является взаимовыгодным. Тайваньский гигант укрепляет связи с поставщиками, а Япония снижает степень зависимости от поставок чипов из-за рубежа.

В последнее время часто упоминались инициативы TSMC по строительству предприятий в США, Японии и Германии, поэтому тайваньское общество было взволновано подобной активностью крупнейшего контрактного производителя чипов, чьи предприятия традиционно были сосредоточены на данном острове. Открывая на этой неделе новый исследовательский центр TSMC на Тайване, руководство компании особо подчеркнуло, что она пустила глубокие корни на этой земле.

Источник изображения: Cheng Ting-Fang, Nikkei

Расположившийся в Синьчжу в десяти минутах езды от штаб-квартиры TSMC исследовательский центр предоставит примерно для 7000 специалистов площади в размере более 300 000 квадратных метров. Сюда переедут команды инженеров, которые обычно размещались в непосредственной близости к производственным предприятиям TSMC, выпускающим профильную продукцию. По словам председателя совета директоров Марка Лю (Mark Liu), в новом исследовательском центре будут вестись работы, направленные на освоение 2-нм, 1,4-нм и прочих прогрессивных литографических норм, а также исследования в области кремниевой фотоники.

Генеральный директор Си-Си Вэй (C.C. Wei) заявил на церемонии открытия нового исследовательского центра: «Открытие глобального научно-исследовательского центра является нашим способом сказать жителям Тайваня, что наши корни останутся на Тайване». В прошлом году TSMC увеличила расходы на исследования и разработки на 23 % до $5,47 млрд, и если средства на строительство новых предприятий в ближайший год будут выделяться в умеренных количествах, то до 70–80 % капитальных затрат всё равно будут связаны с освоением новых литографических норм. Эту сферу, как становится понятно, нужно поддерживать адекватными ресурсами с точки зрения исследований и разработок.

Основателю TSMC Моррису Чану (Morris Chang), который уже не участвует в управлении компанией, по традиции предоставили слово на указанной церемонии. «Когда дело касается технологии, технологическая компания должна быть самодостаточной, а не полагаться исключительно на лицензирование технологий других компаний. Это дух, на котором TSMC настаивала с первого дня», — сказал заслуженный деятель полупроводниковой отрасли компании. Он также добавил, что пройдя 30-летний путь, к моменту освоения 7-нм техпроцесса TSMC смогла утвердиться в статусе мирового лидера. Напомним, что выпускать тестовые 7-нм чипы памяти она начала ещё в июне 2016 года, а у Intel в тот период возникли проблемы с освоением новых техпроцессов, поэтому TSMC и укрепилась в статусе лидера, который Intel хочет себе вернуть к 2025 году.

На недавней квартальной конференции руководство TSMC было вынуждено признать, что сейчас компания не в силах удовлетворить спрос на услуги по упаковке и тестированию чипов в полной мере, и ситуацию удастся нормализовать лишь к концу следующего года, но для этого компании придётся буквально удвоить профильные мощности. Сегодня стало известно, что одно из новых предприятий по упаковки чипов появится на севере Тайваня.

Источник изображения: IBM

Его строительство, как сообщает Reuters, обойдётся компании TSMC в $2,9 млрд. Как сообщили представители этого контрактного производителя чипов, ради удовлетворения рыночного спроса на подобные услуги, компания построит предприятие по упаковке чипов с использованием передовых технологий в технопарке Тонлуо округа Мяоли. Сейчас спрос на данные услуги подогревается интересом клиентов к выпуску ускорителей вычислений, которые требуют высокой плотности размещения транзисторов, которая в современных условиях достигается использованием сложной пространственной компоновки кристаллов.

Администрация округа Мяоли на севере Тайваня одобрила проект строительства, выделив подходящий участок земли на территории технопарка Тонлуо. По данным властей, это предприятие сможет обеспечить работой до 1500 человек. В следующем году, как стало известно на прошлой неделе, руководство TSMC собирается от 70 до 80 % капитальных расходов направить на освоение передовой литографии, на зрелую выделить до 10–20 %, а оставшиеся 10 % распределить между проектами по упаковке чипов и прочими потребностями. Если учесть, что рассчитывать на значительное увеличение капитальных затрат TSMC по сравнению с текущим годом ($32 млрд) не планируется, строительство предприятия по упаковке чипов на севере Тайваня наверняка займёт почти весь целевой бюджет.

Компания Intel последние полтора года буквально на каждом углу твердит, что намерена вернуть себе технологическое лидерство в сфере литографии к 2025 году. К тому времени она собирается освоить техпроцесс Intel 18A, а годом ранее в рамках технологии 20A она начнёт применять транзисторы со структурой RibbonFET и схему PowerVIA с подводом питания с обратной стороны чипа. Если опираться на новые комментарии представителей TSMC, тайваньский конкурент Intel последнее из новшеств своим клиентам предложит не ранее 2026 года.

Источник изображения: Intel

На минувшей квартальной отчётной конференции генеральный директор TSMC Си-Си Вэй (C.C. Wei) заявил, что техпроцесс N2 осваивается компанией в полном соответствии с графиком, и в массовом производстве он будет внедрён в 2025 году. TSMC в рамках технологии N2 будет использовать новую структуру транзисторов с так называемыми нанолистами (с круговым затвором) — Intel же её разновидность по имени RibbonFET при удачном стечении обстоятельств рассчитывает внедрить уже в 2024 году. Как считает глава TSMC, технология нанолистов предложит клиентам компании в рамках норм N2 лучшее сочетание производительности и энергопотребления на рынке, а также самую высокую плотность размещения транзисторов. Это позволит TSMC укрепить своё технологическое лидерство к моменту появления техпроцесса N2 на рынке, как считают в компании.

Однако следует учесть, что Intel свою структуру RibbonFET собирается внедрить в рамках техпроцесса 20A уже в следующем году — по крайней мере, на уровне прототипов. С этой точки зрения, если учитывать упоминания представителей TSMC о внедрении нанолистов в 2025 году, американский производитель чипов может претендовать на лидерство по срокам внедрения подобного новшества.

Генеральный директор TSMC попутно напомнил, что в рамках семейства техпроцессов N2 компания собирается внедрить и схему питания с обратной стороны чипа. По его словам, это новшество будет больше востребовано в сегменте высокопроизводительных вычислений. Скорость переключения транзисторов оно позволит поднять на 10–12 %, а плотность размещения транзисторов увеличить на 10–15 % по сравнению с базовым вариантом N2. Технически TSMC предложит данную схему питания чипов уже во второй половине 2025 года, но потребителям она станет доступна в массовом производстве лишь в 2026 году. Это значит, что и здесь TSMC тоже отстанет от Intel, причём сразу на полтора или два года, если в планах последней не возникнет непредвиденных задержек.

Глава TSMC добавил, что компания наблюдает высокий интерес клиентов к техпроцессам семейства N2 как со стороны разработчиков высокопроизводительных чипов, так и в сегменте смартфонов. В ходе беседы с аналитиками на отчётном мероприятии представители TSMC были вынуждены признать, что по мере смены техпроцессов компании удаётся повышать быстродействие транзисторов на всё меньшую величину. В рамках техпроцессов N2 достичь заметного прироста производительности по прежним меркам тоже не удастся, но клиенты в последнее время всё чаще заостряют внимание на повышении энергоэффективности, поэтому компания решила уделить этой оптимизации должное внимание при освоении данной литографической технологии. В сегменте центров обработки данных, по словам главы TSMC, это очень ценится.

Так называемое второе поколение 3-нм техпроцесса в исполнении TSMC обычно фигурировало во внутренних документах тайваньской компании под обозначением N3E и было привязано по срокам внедрения ко второй половине 2023 года. На минувшей квартальной конференции представители TSMC уточнили, что к массовому производству чипов по технологии N3E компания будет готова приступить в четвёртом квартале текущего года.

Источник изображения: TSMC

Генеральный директор TSMC Си-Си Вэй (C.C. Wei) на отчётом мероприятии в конце этой недели заявил буквально следующее: «N3E расширяет наше семейство N3 за счёт возросшего быстродействия, сниженного энергопотребления и уровня выхода годной продукции, а также обеспечивает полную поддержку платформ как в сегменте высокопроизводительных вычислений, так и для применения в смартфонах. N3E прошёл квалификационные тесты, достиг целевых показателей по быстродействию и уровню брака, в массовое производство он будет запущен в четвёртом квартале этого года».

Напомним, если базовый вариант техпроцесса N3, который компания TSMC использует для массового производства компонентов по заказу той же Apple с конца прошлого года, обеспечивает снижение энергопотребления до 25–30 %, улучшение производительности на 10–15 % и экономию площади кристалла до 42 % по сравнению с техпроцессом N5, то в случае с N3E за счёт некоторого уменьшения плотности размещения транзисторов (на 7,8 % по сравнению с N3) предлагает более высокий уровень выхода годной продукции и упрощение самого производства, что благоприятно сказывается и на себестоимости продукции. Кроме того, N3E увеличивает экономию в энергопотреблении до 32 % по сравнению с N5, а производительность транзисторов возрастает на 18 % вместо 15 % у базового N3.

По сути, N3E лишь немногим жертвует с точки зрения плотности размещения транзисторов по сравнению с N5: она увеличивается в 1,6 раза вместо 1,7 раз у более дорогого в производстве N3. Как ожидается, N3E сможет привлечь большее количество клиентов к услугам TSMC, чем это удалось N3. Впрочем, даже базовый вариант своего 3-нм техпроцесса руководство компании считает лучшим на рынке с точки зрения производительности, плотности размещения транзисторов и энергопотребления, а потому подчёркивает, что во второй половине текущего года объёмы выпуска чипов с его использованием заметно возрастут, причём как в сегменте высокопроизводительных вычислений, так и в сегменте смартфонов.

Руководство TSMC на этой неделе также выразило надежду, что семейство 3-нм техпроцессов в исполнении компании сформирует долговременный спрос со стороны клиентов, и этот технологический цикл будет долгоиграющим с точки зрения продолжительности присутствия на рынке. Базовый техпроцесс N3 к концу этого года будет формировать от 4 до 6 % совокупной выручки компании, хотя пока в отчётности TSMC он вообще не упоминается, хотя фактически используется в серийном производстве с начала текущего года, как минимум.

Этими двумя разновидностями 3-нм техпроцесса TSMC ограничиваться не собирается. Ко второй половине следующего года компания готовится освоить техпроцесс N3P, который снизит энергопотребление на 5–10 % по сравнению с N3E, поднимет быстродействие на 5 % и на 4 % увеличит плотность размещения транзисторов. К 2025 году специально для самых производительных чипов будет внедрён техпроцесс N3X, который позволит применять более высокие напряжения и поднимет быстродействие как минимум на 5 %, но ценой более высокого энергопотребления по сравнению с N3P. Зато плотность размещения транзисторов «трогать» не будут, и она останется на одном уровне с N3P. С этой точки зрения жизненный цикл 3-нм техпроцессов в производственной программе TSMC действительно будет продолжительным.

Эту неделю генеральный директор AMD Лиза Су (Lisa Su) провела в разъездах по Азии, и если в начале недели она выступала в столице Тайваня, то к концу добралась до японской столицы, где в интервью местным СМИ призналась, что необходимость диверсифицировать риски подталкивает компанию присмотреться не только к предприятиям TSMC за пределами Тайваня, но и к услугам её конкурентов.

Источник изображения: AMD

Последнее заявление звучало довольно интригующе с учётом сделанных на Тайване Лизой Су несколькими днями ранее комментариев о необходимости сохранять сотрудничество с «хорошими партнёрами» типа TSMC для выпуска передовых компонентов с использованием самой современной литографии. В интервью изданию Nikkei Asian Review глава AMD во время визита в Токио сделала следующие пояснения относительно перспектив сотрудничества с TSMC: «Компания рассматривает прочие производственные возможности, чтобы обеспечить себя наиболее надёжной цепочкой поставок. В сфере разработки передовых чипов у нас нет никаких альтернатив в планах».

Другими словами, в AMD понимают важность сотрудничества с TSMC в сфере передовых технологий изготовления и упаковки чипов, но на второстепенных направлениях готовы рассматривать альтернативных поставщиков. По сути, AMD изначально сотрудничает с GlobalFoundries, получая от неё 12-нм и 14-нм кристаллы по сей день. Когда графическое подразделение AMD было независимой компанией ATI Technologies, оно получало часть продукции от тайваньской UMC. В принципе, на контрактном направлении у AMD в данном случае остаются ещё альтернативы в виде Samsung Electronics или даже Intel, но для последней она является прямым конкурентом, а потому представить их сотрудничество в данной сфере крайне сложно — даже с учётом потенциальной открытости Intel по отношению к этой идее. Отметим, что Лиза Су не стала в интервью японским СМИ уточнять, кого из контрактных производителей хотела бы видеть в числе своих партнёров, помимо TSMC. При этом слухи о намерениях AMD переключиться на услуги Samsung в сфере производства передовых чипов глава компании на этой неделе, по сути, опровергла во время своего выступления на Тайване.

Зато глава AMD не стала скрывать заинтересованности в сотрудничестве с TSMC в контексте появления новых предприятий последней за пределами Тайваня: «Появление новых производственных площадок по всему миру, включая США и Японию — думаю, это очень хорошо. Мы хотели бы использовать производственные площадки в разных географических точках для достижения большей гибкости». Напомним, что свою заинтересованность в получении чипов со строящихся сейчас в штате Аризона предприятий TSMC руководство AMD не скрывало изначально.

Что в этом смысле может быть придумано AMD с учётом скорого появления нового предприятия TSMC на западе Японии — предугадать сложно. В интересах Sony и поставщика автокомпонентов Denso, которые являются акционерами совместного предприятия с TSMC, со следующего года здесь будут выпускаться 12-нм, 16-нм, 28-нм и 22-нм чипы. Если у AMD появится интерес к локализации подобного ассортимента изделий именно в Японии, то местное предприятие TSMC наверняка ей в этом смысле пригодится.