Освоение 10-нм техпроцесса обещает оказаться дешевле внедрения 14/16-нм норм

За последние 15 лет для производителей полупроводников и разработчиков снижение технологических норм производства обходилось сравнительно дёшево. Поясним: хотя в производство вкладывались огромные деньги, в пересчёте на отдельный транзистор суммы вложений стабильно снижались. Это хорошо иллюстрирует график аналитиков компании International Business Strategies (IBS), из которого следует, что стоимость затрат в пересчёте на транзистор снизилась с $4,01 для 90-нм техпроцесса до $1,28 для 28-нм техпроцесса. В конечном итоге это вело к снижению себестоимости производства и к падению розничных цен на процессоры, видеокарты и так далее.

При переходе с 28-нм производства на 20-нм произошёл скачок стоимости вложений в пересчёте на каждый транзистор. Практически единственным заказчиком на 20-нм чипы была и остаётся компания Apple (процессоры NVIDIA Tegra X1 на фоне объёмов Apple A8 просто меркнут). Ежемесячно компания TSMC выпускает примерно 60 тыс. кремниевых пластин с 20-нм чипами. Для сравнения, та же TSMC каждый месяц обрабатывает 150 тыс. подложек с 28-нм чипами. Иными словами, объёмы выпуска пластин с 20-нм полупроводниками остаются ограниченными и не могут привести к снижению себестоимости отдельного транзистора и чипов в целом. Вложения были огромными, а отдача — скромной.

Изменение стоимости вложений в пересчёте на один транзистор (IBS)

Переход на 14/16-нм нормы производства грозит аналогичными трудностями. Ожидается, что стоимость затрат на каждый транзистор при переходе на 14/16-нм нормы ещё раз последовательно увеличится. И вновь виновными окажутся сравнительно малые объёмы производства. В любом случае, они будут заметно меньше объёмов, размещённых с использованием 28-нм техпроцесса. При этом надо учесть, что время жизни 14/16-нм норм может быть также ограничено, как и время активной жизни 20-нм техпроцесса. Компании Samsung и TSMC уже объявили, что собираются приступить к производству 10-нм решений в конце следующего года.

Снижение стоимости транзистора аналитики прогнозируют на этапе внедрения 10-нм техпроцесса. Сам по себе переход на данные нормы производства будет весьма затратным.

Так, для организации производства с 10-нм чипами в объёме 10 тыс. пластин в месяц потребуется вложить $2 млрд капитальных затрат. Например, компания Samsung по заказам Apple поставляет примерно 40 тыс. пластин в месяц. Для удовлетворения таких объёмов Samsung (или TSMC) должна вложить в производство $8 млрд и получить весомую отдачу. Разработка 10-нм чипов ориентировочно будет стоить $150 млн, что окупается и приносит хорошую прибыль только при десятикратной выручке. За выручку Apple, судя по всему, можно не беспокоиться. Но число разработчиков передовых решений, очевидно, будет сокращаться.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что при переходе с 14/16-нм норм на 10-нм нормы производители и разработчики начнут зарабатывать чуть больше, но спектр передовых решений может сузиться.