В кулуарах конференции ЦИПР 2024 заместитель министра промышленности и торговли РФ Василий Шпак рассказал представителю ТАСС, что первый российский литографический сканер создан и проходит испытание в Зеленограде. Оборудование обеспечит выпуск чипов с технологическими нормами до 350 нм. Это очень зрелая литография, которая в основном пользуется спросом в автопроме, энергетике и связи.

Источник изображения: Антон Новодережкин/ ТАСС

«Первый отечественный литограф мы собрали, сделали. Он сейчас проходит уже испытания в составе технологической линейки в Зеленограде», — цитирует ТАСС слова чиновника.

Ведущих производителей литографических сканеров в мире можно пересчитать по пальцам одной руки. По факту в этой сфере доминирует нидерландская компания ASML, производственные подразделения которой размещены в Нидерландах, Германии, США и ещё в ряде ведущих стран. Большей самостоятельностью могут похвастаться японские производители литографического оборудования — компании Canon и Nikon, но они давно выбыли из перечня лидеров. Остаётся ещё Китай, который быстро наращивает производство сканеров и сопутствующего оборудования. Полной информации по Китаю нет, но складывается ощущение, что они многое научились делать сами.

Также пока нет подробностей о российском сканере. В разработке было несколько проектов, включая литографию с использованием синхротронного излучения. В данном случае речь явно не об этом проекте, который намечали возродить на острове Русский (Владивосток) к 2026 году.

Со второй половины позапрошлого года тайваньские контрактные производители чипов второго эшелона испытывали низкий уровень загрузки конвейера, поскольку клиенты переваривали накопленные за время пандемии увеличенные запасы полупроводниковых компонентов. Решение властей США поднять тарифы на импорт чипов китайского производства вызвало приток желающих выпускать свои чипы на Тайване.

Источник изображения: UMC

Об этом сообщает TrendForce, напоминая, что со следующего года поставки полупроводниковых компонентов китайского производства в США будут облагаться пошлиной в размере 50 %. Пока практика применения таких тарифов ещё не совсем ясна, но предполагается, что заградительные пошлины не коснутся продукции китайских марок как таковых, если она произведена за пределами КНР, и готовых изделий на их основе, собранных за пределами Китая. Исключением могут считаться только электромобили, но они и так стали объектом особого внимания американских властей с точки зрения таможенной политики.

Поскольку выпускать в Китае чипы для последующей их реализации «россыпью» в США скоро станет невыгодно, заказчики начали активнее обращаться к тайваньским контрактным производителям. В результате степень загрузки конвейера компании Vanguard должна во второй половине этого года вырасти более чем до 75 %, у компании PSMC она уложится в диапазон от 85 до 90 %, а являющаяся крупнейшим конкурентом TSMC компания UMC столкнётся с ростом степени загрузки конвейера до 70–75 %.

Некоторые наблюдаемые на рынке полупроводниковых компонентов тенденции, как отмечает TrendForce, при этом противоречат друг другу. С одной стороны, складские запасы продукции со времён пандемии истощаются на направлении смартфонов, телевизоров и ЖК-мониторов. С другой стороны, высокие темпы инфляции и значения ставок рефинансирования сдерживают покупательскую активность, поэтому спрос на полупроводниковые компоненты восстанавливается не так быстро, как мог бы. TrendForce изначально ожидала, что степень загрузки предприятий по выпуску чипов достигнет минимума в первом квартале текущего года и потом будет восстанавливаться, чтобы во втором полугодии достичь уровня в 70 % для линий по обработке кремниевых пластин типоразмера 200 мм, и уровня в 75–85 % для линий, работающих с пластинами типоразмера 300 мм. Теперь на эти показатели может оказать воздействие грядущее повышение таможенных пошлин в США.

Перенести на Тайвань производство чипов памяти типа NOR Flash в следующем году собираются Cypress и Gigadevice, для чего уже ведут переговоры с компанией PSMC. Лидирующая по многим критериям в сегменте зрелой литографии UMC рассчитывает на дополнительные заказы европейских и американских клиентов типа Infineon, Texas Instruments и Microchip. До сих пор они предпочитали заказывать выпуск некоторой части своей продукции у китайских подрядчиков, но перспективы роста тарифов в США вынуждают переориентироваться на работу с тайваньскими контрактными производителями.

Решение Apple начать использование процессоров M2 Ultra собственной разработки в составе своей серверной инфраструктуры, о котором стало известно недавно, может оказаться лишь первым шагом на пути создания специализированных чипов для ускорения искусственного интеллекта. По слухам, представитель руководства Apple недавно посетил Тайвань для проведения переговоров с TSMC о перспективе выпуска ИИ-чипов.

Источник изображения: TSMC

Как отмечает издание Economic Daily News, во время своей поездки на Тайвань операционный директор Джефф Уильямс (Jeff Williams) встретился с генеральным директором TSMC Си-Си Вэем (C.C. Wei). Встреча не предавалась широкой огласке и была, как считается, посвящена обсуждению возможности TSMC наладить контрактный выпуск чипов Apple собственной разработки для серверных систем искусственного интеллекта. Руководители также обсуждали возможности TSMC в сфере упаковки и тестирования чипов со сложной пространственной компоновкой. Последние, как известно, в последние месяцы почти полностью направлены на удовлетворение спроса Nvidia на чипы для ускорителей вычислений.

Перспективные чипы серверного назначения Apple будет использовать в собственной вычислительной инфраструктуре, но из-за высокой себестоимости не станет продвигать в сегмент потребительских устройств. По сути, на открытом рынке они так и не появятся. Apple остаётся одним из крупнейших клиентов TSMC, она традиционно получает доступ к новым техпроцессам этого подрядчика первой. В текущем году выручка TSMC от оказания услуг Apple приблизится к рекордным $19 млрд, как считают некоторые эксперты.

На Тайване производится более 90 % мирового объёма чипов с использованием передовой литографии. Компания ASML поставила своим клиентам с 2016 года более 200 сканеров для работы с EUV-литографией, многие из них сейчас эксплуатируются на Тайване компанией TSMC. Сообщается, что у компаний ASML и TSMC есть способы удалённо вывести из строя самые сложные в мире машины для производства микросхем в случае вторжения Китая на Тайвань.

Источник изображения: ASML

Как отмечает Bloomberg, не предаваемые особой огласке консультации американских чиновников с представителями Нидерландов и Тайваня касались обсуждения возможных последствий захвата острова китайскими военными. Представители ASML успокоили американских партнёров, заявив, что могут дистанционно вывести из строя литографическое оборудование класса EUV, эксплуатируемое на Тайване. Это было подтверждено тематическими испытаниями, которые ASML проводила, имитируя в ходе учений действия компании в случае захвата Тайваня. Также возможность удалённо вывести из строя передовое оборудование имеется у эксплуатирующей его TSMC.

По всей видимости, ASML сохраняет доступ к своему экспортируемому оборудованию по глобальным каналам связи, поскольку он позволяет ей удалённо диагностировать возникающие технические неполадки и проводить настройку уже после того, как оборудование установлено на предприятии клиента. Соответственно, в случае серьёзной опасности ASML имеет возможность дистанционно нарушить работу программного обеспечения, управляющего оборудованием, сделав его непригодным для использования посторонними. Данная информация не была подтверждена представителями официальных структур США и Нидерландов, либо сотрудниками компаний ASML и TSMC, как отмечает Bloomberg.

Готовность прибегнуть к осознанному саботажу в прошлом году подтвердил и председатель совета директоров TSMC Марк Лю (Mark Liu). По его словам, если оккупанты доберутся до предприятий этой компании, они застанут их в неработоспособном состоянии. Как отметил глава правления TSMC, никто не может овладеть компанией силой.

Бельгийская компания Imec не только в числе первых получила доступ к новейшему литографическому оборудованию ASML с высоким значением числовой апертуры, но и оказалась в числе партнёров Rapidus, взявшихся помочь консорциуму наладить в Японии производство 2-нм чипов к 2027 году. В Бельгии Imec при субсидировании со стороны властей ЕС построит опытную линию, на которой будет осваивать техпроцессы тоньше 2 нм.

Источник изображения: Imec

Об этом сообщает агентство Reuters одновременно с принятым властями Евросоюза решением выделить Imec и другим исследовательским организациям региона 2,5 млрд евро субсидий. В рамках принятого в 2023 году европейского «Закона о чипах» власти региона могут распоряжаться до 43 млрд субсидий, направляемых на развитие местной полупроводниковой отрасли. Опытная линия Imec важна для мировой полупроводниковой промышленности, но за счёт её создания на территории Бельгии европейские власти надеются ускорить внедрение передовых литографических технологий на региональных мероприятиях.

Партнёрами Imec по реализации проекта станут поставщики оборудования и материалов для производства чипов со всего мира, а нидерландская ASML выразила готовность вложить 1,1 млрд евро собственных средств. Власти Бельгии и ряда других стран Европы дополнительно вложат в создание пилотной линии NanoIC около 1,4 млрд евро.

Примеров успешного получения производителями чипов в Европе подобных субсидий пока не так много. Намеревающаяся построить предприятие во Франции компания STMicroelectronics пока добилась права получить 2,9 млрд евро государственной поддержки, а вот американская Intel и тайваньская TSMC всё ещё ждут, когда им будут предоставлены субсидии на строительство предприятий в Германии, хотя та же TSMC утверждает, что приступит к возведению своего к четвёртому кварталу текущего года. Акционерами так называемой ESMC станут три европейские компании: NXP, Bosch и Infineon, каждая из которых получит по 10 % в капитале совместного предприятия с TSMC.

Как отмечает TrendForce, в марте и апреле цены на микросхемы памяти типа DDR4 стабилизировались после примерно четырёх месяцев непрерывного роста, но этой стабильности теперь угрожает ситуация с балансом спроса и предложения на микросхемы HBM, которые могут выпускаться на тех же предприятиях, что и DDR4 или DDR5. Цены на память двух последних типов в текущем квартале могут вырасти минимум на 5–10 %.

Источник изображения: Micron Technology

Материал на страницах TrendForce ссылается на опубликованную Nikkei на прошлой неделе новость о намерениях поставщиков памяти поднять цены на DRAM на 5 или 10 % относительно первого квартала. Представители ресурса поясняют, что на данном этапе основным фактором, вызывающим рост цен на DDR4/DDR5, станет дефицит мощностей для выпуска HBM. Как уже отмечалось накануне, производство последнего типа памяти требует большего количества кремниевых пластин, поскольку кристаллы HBM сами по себе крупнее, да и уровень брака при производстве стеков HBM достаточно высок. Переориентируя производственные линии DRAM под выпуск более прибыльной HBM, компании невольно сокращают мощности, на которых можно выпускать DDR, и это предсказуемо создаёт условия для роста цен.

В сегменте HBM темпы строительства новых предприятий будут зависеть от прибыльности данного бизнеса. Сейчас все квоты на производство HBM у основных поставщиков уже распределены не только до конца текущего, но и на значительную часть следующего года. Новые же предприятия будут введены в строй не ранее следующего года. На рынок при этом выходят ускорители Nvidia с увеличенным объёмом памяти типа HBM3E, это лишь повышает спрос на соответствующие микросхемы. Стало быть, формируются условия для роста цен на прочие типы DRAM и дефицит предложения.

Южнокорейская компания Samsung Electronics традиционно сильно зависит от производства памяти, но многолетние попытки снизить эту зависимость не помешали ей на этой неделе назначить в качестве руководителя полупроводникового бизнеса Чун Юн Хёна (Jun Young Hyun), который с 2000 года участвовал в разработке DRAM и NAND разных поколений, а также руководил бизнесом компании по выпуску аккумуляторов.

Источник изображения: BusinessWire

На этом посту новый глава полупроводникового подразделения Samsung сменяет Кюн Ки Хёна (Kyung Kye-hyun), который отныне будет руководить исследовательским подразделение Advanced Institute of Technology и курировать перспективные направления бизнеса. Как считается, данные перестановки произошли после того, как крупнейший производитель памяти в мире отстал от своего соперника SK hynix в сфере разработки и производства HBM, весьма востребованной в эпоху систем искусственного интеллекта.

В этом году SK hynix столкнулась с самым быстрым ростом выручки с 2010 года, её акции подорожали с начала текущего года на 36 %. Этой компании удалось стать крупнейшим поставщиком чипов HBM для ускорителей вычислений. SK hynix вынашивает планы по расширению производства HBM, подразумевающие многомиллиардные инвестиции не только на территории Южной Кореи, но и в США. Samsung в текущем году рассчитывает увеличить объёмы поставок HBM минимум в три раза и приступит к массовому производству 12-ярусных стеков HBM3E в текущем квартале. Фондовый рынок на смену руководства профильного подразделения Samsung отреагировал вяло, акции компании потеряли в цене менее 1 %.

Экспансию производства памяти типа HBM с не совсем очевидной стороны попробовали оценить аналитики TrendForce. По их мнению, к концу этого года на производство HBM будут уходить до 35 % кремниевых пластин, обрабатываемых с использованием передовой литографии, применяемых для выпуска оперативной памяти (DRAM).

Источник изображения: Micron Technology

Если рассматривать техпроцессы 10-нм класса в целом, то они к концу года, по мнению специалистов TrendForce, будут использоваться для обработки до 40 % кремниевых пластин, используемых при производстве памяти DRAM. Как можно понять, основная часть таких пластин будет направляться в производство HBM. Во-первых, при выпуске HBM не так уж высок уровень выхода годной продукции, он сейчас составляет 50 или 60 % от силы. Во-вторых, кристаллы чипов памяти HBM имеют на 60 % большую площадь по сравнению с другими популярными типами DRAM, поэтому с одной пластины можно получить меньше чипов HBM, пригодных для использования по назначению. Соответственно, для выпуска памяти HBM по этой причине требуется больше кремниевых пластин. Если 35 % передовых пластин к концу года будут использоваться при производстве HBM, то оставшиеся 65 % распределят между собой LPDDR5X и DDR5.

Более того, эксперты TrendForce считают, что HBM3E в этом году успеет стать доминирующим на конвейере типом памяти HBM. Компании SK hynix и Micron её уже выпускают в массовых количествах для Nvidia, используя техпроцессы 10-нм класса типа «бета» для обработки кремниевых пластин. Компания Samsung Electronics готовится начать поставки своей памяти HBM3E для нужд Nvidia в середине текущего года. Она будет использовать техпроцессы 10-нм класса типа «альфа» для обработки соответствующих кремниевых пластин.

Спрос на кремниевые пластины при выпуске DRAM растёт ещё и по причине повышения среднего объёма памяти в удельном выражении на одно устройство. Больше всего тенденция выражена в серверном сегменте, где средний объём ОЗУ для сервера достиг 1,75 Тбайт из-за высокой популярности систем искусственного интеллекта. К концу текущего года, помимо прочего, DDR5 начнёт доминировать на рынке ОЗУ, перевалив за 50 % в показателях доли рынка.

Во втором полугодии вырастет сезонный спрос как на HBM3E, так и на DDR5 и LPDDR5X. При этом производители памяти будут осторожно наращивать свои мощности после ударившего по ним в прошлом году кризиса перепроизводства. Поскольку больше кремниевых пластин будет требоваться для выпуска HBM3E, то может возникнуть дефицит сырья для производства DDR5 и LPDDR5X. Цены на два последних типа памяти могут в результате вырасти.

Производители DRAM при этом могут столкнуться с полной загрузкой своих существующих предприятий к концу этого года, а планы по расширению мощностей они будут реализовывать лишь в следующем, поэтому в какой-то момент может сложиться дефицит мощностей по выпуску микросхем DRAM. Ускорители вычислений типа Nvidia GB200, оснащаемые 384 Гбайт памяти HBM3E в максимальной конфигурации, будут только усиливать спрос на память соответствующего типа. Разработка HBM4 тоже будет поддерживать тенденцию к росту спроса на кремниевые пластины, поэтому нехватка мощностей может стать серьёзной проблемой для производителей прочих типов DRAM. Финансировать же строительство новых линий они готовы лишь в том случае, если цены на память будут достаточно высокими, чтобы получать подходящую для этого прибыль.

Сегодня компьютерные чипы стали двигателем мировой экономики. Решающая роль компьютерных чипов оказалась очевидной в эпоху пандемии, когда их производство было нарушено, а мировые цепочки поставок поверглись в хаос. А ещё они позволили создать генеративный искусственный интеллект, который обещает преобразить многие отрасли. Сегодня полупроводниковые компоненты стали предметом ожесточённой конкуренции между мировыми державами, пишет Bloomberg.

Источник изображения: Maxence Pira / unsplash.com

Чипы необходимы для обработки огромных объёмов информации — из-за этого они уже конкурируют с нефтью в качестве движущей силы экономики. Микросхемы изготавливаются из различных материалов, наносимых на кремниевые диски. Чипы памяти, отвечающие за хранение данных, относительно просты и дёшевы. Логические микросхемы, отвечающие за запуск программ, более сложны и дороги. От доступа к таким компонентам как ИИ-ускоритель Nvidia H100 сейчас зависят национальная безопасность стран и благосостояние технологических гигантов, включая Google и Microsoft — они строят гигантские центры обработки данных, чтобы сохранить лидерство в области вычислений. От чипов зависят и многие предметы повседневного обихода. Чипы в больших объемах присутствуют на автомобилях — например, они преобразуют нажатия кнопок в сигналы. Чипы управляют питанием на всех устройствах с аккумуляторами.

Значительная часть ведущих мировых полупроводниковых технологий зародилась в США, но сегодня лидерами в производстве передовых полупроводниковых компонентов стали Тайвань и Южная Корея. Крупнейшим рынком электронных компонентов является Китай, у которого растёт желание нарастить собственное производство чипов, которые он сам и потребляет. Вашингтон же пытается ограничить развитие своего азиатского конкурента, который, по его словам, угрожает национальной безопасности США — меры экспортного контроля направлены на сдерживание Китая. США также выделили значительные средства на восстановление полупроводникового производства в стране, чтобы снизить зависимость от предприятий в Восточной Азии — их примеру последовали другие страны, включая Германию, Испанию, Индию и Японию.

Производство чипов остаётся нестабильным и эксклюзивным бизнесом. Строительство завода обходится более чем в $20 млрд, оно занимает годы, а для выхода на прибыльность он должен работать круглосуточно. Сегодня передовые производственные мощности есть лишь у трёх компаний в мире: тайваньской TSMC, южнокорейской Samsung и американской Intel. Первые две выступают как подрядчики, производя чипы для других компаний по всему миру. Intel ранее выпускала чипы только для собственных нужд, но сейчас рассчитывает составить конкуренцию TSMC и Samsung в качестве контрактного производителя. Существует также сегмент аналоговых чипов, необходимых, например, для управления питанием и температурой в смартфонах, а также преобразованием аналоговых сигналов в цифровые. Здесь лидируют американская Texas Instruments и нидерландская STMicroelectronics, но активно развивает это направление и Китай.

Несмотря на усилия Пекина, китайские производители чипов по-прежнему зависят от американских технологий, а их доступ к зарубежным решениям из-за санкций сокращается. В 2023 году Вашингтон запретил поставлять в Китай некоторые чипы и оборудование для их производства в областях, которые в США воспринимаются как военная угроза — речь идёт о суперкомпьютерах и системах искусственного интеллекта. Некоторые китайские компании, например, Huawei, оказались в «чёрном списке» американских властей. Это значит, что американские поставщики передовых компонентов должны получать разрешение правительства на продажу своей продукции этим компаниям. Но и Китай не сидит без дела. Huawei возглавила строительство секретных предприятий по производству чипов по всему Китаю — в 2023 году был представлен смартфон на базе процессора, изготовленного по технологии 7 нм. Это более продвинутое решение, чем предполагают действующие американские санкции.

США выделили $39 млрд для прямых инвестиций и $75 млрд на льготные кредиты для местных полупроводниковых производителей. ЕС разработал собственный план с бюджетом $46,3 млрд — совместно с частными инвестициями эта сумма, как ожидается, вырастет до $108 млрд. К 2030 году Европа намеревается удвоить объёмы производства полупроводников и занять 20 % мирового рынка. В феврале Индия выделила на эти же цели $15 млрд. Объёмы инвестиций Саудовской Аравии могут достичь $100 млрд. Япония выделила $25,3 млрд — TSMC построит в стране два завода, а местная Rapidus намеревается к 2027 году наладить производство логических чипов по технологии 2 нм.

Самым значительным риском для отрасли является геополитическая напряжённость вокруг Тайваня, где базируется TSMC. Компания практически в одиночку выстроила бизнес-модель контрактного производства для других компаний. Сегодня на неё полагаются Apple, AMD, Nvidia и прочие известные бренды. В 2022 году TSMC обошла Intel по объёму выручки. Любому другому игроку потребуются колоссальные вложения и годы работы, чтобы достичь уровня TSMC.

Предсказуемо больше говоря о своих планах по освоению передовой литографии, компания TSMC традиционно старалась не менее 10 % своих капитальных затрат направлять на развитие производства специализированных чипов, которые характеризуются сочетанием низкого энергопотребления и умеренной себестоимости. К 2028 году компания рассчитывает увеличить объёмы выпуска такой продукции на 50 %.

Источник изображения: TSMC

Обычно, как поясняет AnandTech после изучения материалов Европейского технологического симпозиума TSMC, для выпуска подобных изделий компания использовала зрелые техпроцессы, которые осваивались на предприятиях, ранее выпускавших продвинутую для своего периода продукцию, но по мере переноса прогрессивных технологий на новые площадки более старые сосредотачивались на выпуске специализированных чипов.

В ближайшие пять лет, как пояснил старший вице-президент TSMC Кевин Чжан (Kevin Zhang), компания собирается увеличить объёмы выпуска специализированных чипов в полтора раза. Что характерно, впервые за долгое время для этого будут построены предприятия, которые изначально ориентированы под выпуск такой продукции. Впрочем, среди них появятся и те, которые будут использовать достаточно современный техпроцесс N4e, изначально разработанный для данной сферы применения с учётом низкого энергопотребления производимых чипов.

Сейчас среди аналогичных техпроцессов TSMC самым продвинутым является N6e, который позволяет чипам работать при диапазоне напряжений от 0,4 до 0,9 В. После освоения техпроцесса N4e компания рассчитывает опустить напряжения ниже отметки 0,4 В. О сроках внедрения такого техпроцесса чёткой информации нет, но надо понимать, что освоен он будет до 2028 года. Скорее всего, подробности будут раскрыты в следующем году. Как уже не раз отмечали представители TSMC, их не очень беспокоит активная экспансия производства чипов с использованием зрелых техпроцессов китайскими конкурентами. TSMC основную часть своих специализированных чипов поставляет клиентам, с которыми связана долгосрочными контрактами, а потому отток заказчиков к китайским соперникам не столь вероятен.

На традиционном весеннем технологическом симпозиуме TSMC представила обновлённую информацию о состоянии своих текущих и будущих 3-нм техпроцессов. Технология N3E применяется в серийном производстве с четвёртого квартала 2023 года, в этом году будет запущено массовое производство по техпроцессу N3P, который сохранит преемственность по технологической оснастке и средствам проектирования. Кроме того, N3P призван обеспечить снижение уровня брака при производстве чипов.

Источник изображения: TSMC

TSMC сообщает о высоком уровне выхода годной продукции у 3-нм технологического процесса второго поколения N3E. По данным компании, плотность дефектов D0 в N3E находится на одном уровне с 5-нм техпроцессом N5. Это немалое достижение, учитывая дополнительные сложности, связанные с разработкой последнего, ещё более совершенного поколения технологии FinFET. Передовые клиенты TSMC, такие как Apple, только что выпустившая процессор M4, смогут относительно быстро воспользоваться преимуществами улучшенного технологического узла.

Техпроцесс N3E представляет собой упрощённую версию N3B, в которой исключены некоторые уровни EUV и не используется двойное экспонирование. Это снижает себестоимость производства и увеличивает производительность, хотя за это приходится платить некоторым снижением плотности транзисторов. В отличие от оригинального N3B, чей производственный цикл будет относительно коротким, поскольку единственным его крупным заказчиком выступила Apple, N3E будет востребован широким кругом клиентов TSMC, в том числе многими крупнейшими разработчиками чипов.

На сегодняшний день N3P завершил весь квалификационный цикл испытаний, по данным компании его показатели выхода годной продукции будут близки к N3E. Благодаря применению оптической усадки, техпроцесс N3P позволяет разработчикам процессоров либо увеличивать производительность на 4 % при тех же токах утечки, либо снижать энергопотребление на 9 % при тех же тактовых частотах. N3P также призван увеличить плотность транзисторов на 4 % для «смешанной» конструкции чипа, к которой TSMC относит процессоры, состоящие на 50 % из логических схем, на 30 % из SRAM и на 20 % из аналоговых схем.

Поскольку N3P является дальнейшим развитием N3E, он совместим со своим предшественником с точки зрения IP-блоков, правил процессов, инструментов разработки и методологии электронного проектирования (EDA). TSMC ожидает, что к концу года на большей части производства будет использоваться N3P, так как он обеспечивает более высокую производительность при меньших затратах.

Крупнейший контрактный производитель чипов TSMC объявил о планах запустить в четвёртом квартале 2024 года строительство своего первого завода по производству полупроводниковых компонентов в Европе. Предприятие стоимостью 11 млрд долларов будет расположено в немецком городе Дрезден и начнёт производство чипов в 2027 году.

Источник изображения: TSMC

По сообщению Reuters, объект получил название European Semiconductor Manufacturing Co (ESMC). Как заявил на конференции в Нидерландах Пол де Бот (Paul de Bot), глава европейского подразделения TSMC, работы начнутся по графику. Инвестиции в проект составят 11 миллиардов долларов, и в финансировании также примут участие местные технологические компании — Infineon, NXP и Robert Bosch, которые вложат по 10 % от общей суммы инвестирования и получат пропорциональные доли в будущем совместном предприятии.

По словам старшего вице-президента Кевина Чжана (Kevin Zhang), курирующего международные отношения TSMC, компания уверена в получении государственных субсидий на строительство в рамках принятого в ЕС закона о стимулировании производства чипов. Хотя официального решения ещё нет, проект пользуется сильной поддержкой властей Германии и Евросоюза. Так что в выделении необходимых льгот можно не сомневаться.

На предприятии ESMC будут выпускаться чипы по 22-нм техпроцессу. Эту технологию TSMC впервые представила ещё в середине 2010-х годов. «Завод позволит внедрить самую передовую технологию в сердце автомобильной промышленности», — сказал Чжан, имея в виду блоки микроконтроллеров, которые используются в автомобилях для управления тормозами, датчиками, окнами, стеклоочистителями и прочим.

Чжан не исключил, что в будущем TSMC может увеличить масштабы своего присутствия в Европе. В частности, построить дополнительные заводы, способные производить ещё более совершенные чипы по передовым техпроцессам. По его словам, примерно так же развивалось присутствие компании в Японии, когда в 2021 году там началось строительство первого завода TSMC, а в этом году компания объявила о планах строительства второго, более современного японского предприятия. По соседству не исключается и появление третьего — по крайней мере, японские власти на этом настаивают.

В конце апреля старший вице-президент TSMC Кевин Чжан (Kevin Zhang) уже признавался, что не считает целесообразным внедрять литографическое оборудование ASML с высоким значением числовой апертуры (High-NA) при производстве чипов по технологии A16, которая будет освоена во второй половине 2026 года. На этой неделе он повторил данный тезис, назвав соответствующее оборудование слишком дорогим.

Источник изображения: ASML

«Мне нравятся возможности High-NA EUV, но не нравится ценник», — пояснил Кевин Чжан на технологическом симпозиуме в Нидерландах. Оборудование ASML нового поколения, о котором идёт речь, способно изготовить полупроводниковые элементы толщиной всего 8 нм, что в 1,7 раза меньше, чем получается при использовании литографических сканеров предыдущего поколения, но стоимость одной такой системы достигает $380 млн против примерно $216 млн у обычной.

Напомним, что ASML сейчас тестирует один из таких литографических сканеров для работы с High-NA EUV, второй установлен в исследовательском центре Intel в штате Орегон, а третий должна получить бельгийская Imec, которая является одним из партнёров японского консорциума Rapidus, рассчитывающего к 2027 году начать выпуск 2-нм продукции на территории Японии. Корпорация Intel будет экспериментировать с таким оборудованием в рамках технологии 18A, но в серийном производстве внедрит не ранее 2027 года, когда начнёт осваивать технологию Intel 14A. По слухам, Intel даже выкупила весь тираж литографических сканеров ASML нового поколения на этот год, чтобы обеспечить себя необходимым оборудованием.

Как уже отмечал ранее представитель TSMC, этот крупнейший тайваньский контрактный производитель чипов рассчитывает обойтись возможностями имеющегося оборудования. Кевин Чжан пояснил, что предприятия TSMC, на которых будет использоваться техпроцесс A16, могут быть приспособлены для дальнейшей установки оборудования с High-NA EUV, но когда оно потребуется в действительности, компания сказать не может. Сроки внедрения данной технологии на предприятиях TSMC будут определяться балансом технических характеристик выпускаемых чипов и экономическими факторами. Вся отрасль, по его словам, сталкивается с ростом затрат на строительство, оснащение и эксплуатацию предприятий по выпуску чипов.

Новейшая HBM3E относится к пятому поколению памяти HBM, а ведущий поставщик в лице SK hynix уже сейчас рассматривает возможность вывода на рынок памяти седьмого поколения HBM4E к 2026 году. Это на год быстрее, чем планировалось ранее, а в дальнейшем шаг между выходами поколений HBM будет сокращён с двух лет до одного года.

Источник изображения: SK hynix

По крайней мере, об этом сообщает ресурс The Elec со ссылкой на собственные источники, знакомые с планами компании. Первоначально SK hynix в 2026 году рассчитывала вывести на рынок только шестое поколение памяти (HBM4), а седьмое представить не ранее 2027 года. Теперь выход на рынок HBM4E решено ускорить на год. SK hynix будет выпускать микросхемы HBM4E с использованием техпроцесса 10-нм класса, плотность каждой достигнет 32 Гбит.

Правда, пока у специалистов SK hynix даже нет уверенности, какой высоты будут стеки памяти HBM4E, и какие технологии будут использоваться для формирования вертикальных межслойных соединений. По некоторым данным, HBM4E сможет увеличить скорость передачи информации на 40 % по сравнению c HBM4, а вот от намерений по внедрению гибридных связей при выпуске памяти последнего типа SK hynix вынуждена отказаться, хотя в прошлом году о соответствующих намерениях заявляла.

Конкурирующая Samsung Electronics намеревается освоить массовый выпуск HBM4 в 2026 году, поэтому нельзя исключать, что активность SK hynix на этом направлении заставит корейского гиганта ускориться. Как считают отдельные источники, являясь крупнейшим потребителем памяти HBM, компания Nvidia буквально сталкивает лбами её производителей в надежде получить более выгодные для себя условия закупок.

Аналитики TrendForce попытались сформировать срез географического распределения предприятий по выпуску чипов на контрактной основе по пяти основным регионам: Тайвань, Китай, США, Южная Корея и Япония. По прогнозам экспертов, в текущем году Тайвань сохранит за собой 66 % предприятий, выпускающих чипы по нормам 14/16 нм и более тонким, а вот Китай к 2027 году займёт 45 % рынка услуг по выпуску чипов с использованием зрелой литографии.

Источник изображения: SK hynix

Под этой формулировкой подразумеваются 28-нм техпроцесс и более грубые, и подобная динамика отображает усилия китайских властей по экспансии национальных производственных мощностей в условиях зарубежных санкций. Для сравнения, в 2022 году КНР отвечала за выпуск не более 26 % продукции по зрелым техпроцессам, а в этом году она увеличит свою долю до 33 %. Соответственно, к 2027 году Китай сможет обойти Тайвань по объёмам выпуска чипов с использованием зрелой литографии, подняв свою долю до 45 %, тогда как соседний остров сократит свою долю до 37 %.

Примечательно, что на этом фоне Япония будет демонстрировать стабильность выпуска чипов по зрелым техпроцессам, ибо её доля на мировом рынке сохранится на уровне 3 % в период с 2022 по 2027 годы включительно. Южная Корея ослабит позиции с нынешних 9 до 7 %, а вот США сократит свою долю вдвое с 4 до 2 %. Зато в сегменте передовой литографии, коей в рамках данного прогноза считаются техпроцессы 14-нм, 16-нм и более тонкие, США нарастят свою долю к 2027 году с нынешних 10 до 22 %. Это станет возможным благодаря усилиям местных властей по привлечению иностранных производителей к строительству передовых локальных предприятий. С другой стороны, Южная Корея в передовом сегменте сползёт с нынешних 11 до 8 %, поскольку предпочтёт строить новейшие предприятия за пределами страны, а именно в США. По крайней мере, если говорить о контрактном производстве чипов, ибо выпуск микросхем памяти не требует передовой литографии и будет развиваться преимущественно на территории Южной Кореи.

Источник изображения: TrendForce

Тайваню, который ещё в 2022 году контролировал 70 % передовых производственных мощностей, в этом году придётся отступить на 66 %, а в 2027 году опуститься на уровень 55 %. Япония при этом за счёт инициатив консорциума Rapidus, который рассчитывает к тому моменту начать на территории страны выпуск 2-нм продукции, сможет к 2027 году занять 3 % мирового рынка в сегменте передовой литографии, хотя сейчас вообще не представлена в нём. Динамика Китая в передовом сегменте специфична: по итогам этого года доля страны вырастет с 8 до 9 %, но к 2027 году КНР будет вынуждена довольствоваться лишь 6 % рынка, поскольку развивать передовую литографию в условиях санкций проблематично.

Если говорить о распределении контрактных мощностей в целом, то Тайваню в ближайшие годы предстоит сократить свою долю на мировом рынке с 48 до 40 %, Китай увеличит свою с 24 до 31 %, а вот США к 2027 году не смогут существенно продвинуться, увеличив свою долю лишь с 6 до 7 %. Впрочем, перед властями страны сейчас стоит задача развития передовых полупроводниковых производств, и в этом сегменте доля США вырастет с 10 до 22 %, как отмечалось выше. Южная Корея в глобальном срезе сократит свою долю с 12 до 10 %, а Япония сможет нарастить её с 1 до 2 %, если сравнивать с уровнем 2022 года.

Примечательно, что даже в 2027 году 10 % контрактных производства чипов будет распределено в регионах планеты, не относящихся к Тайваню, Китаю, США, Южной Корее или Японии. Речь, надо полагать, идёт о Европе, которая сейчас выпускает около 9 % контрактных изделий, если опираться на данные TrendForce. В сегменте передовой литографии её доля к 2027 году вырастет с нынешних 4 до 5 %. В сегменте зрелой литографии доля сократится с 8 до 6 %.