Пекин перестраивает стратегию масштабных государственных инвестиций, чтобы напрямую устранить ключевые «узкие места» на пути к полному суверенитету в сфере полупроводников. Для этого китайский государственный «Большой фонд» (Big Fund III) потратит около $47,5 млрд в местной валюте. Средства в первую очередь пойдут на разработку собственного литографического оборудования и ПО для проектирования полупроводников.

Литографическое оборудование ASML на заводе Intel. Источник изображения: Intel

Одно из направлений, финансируемых третьим «Большим фондом», связано с технологией фотолитографии в глубоком ультрафиолете (Extreme ultraviolet lithography, EUV). В настоящее время единственной компанией в мире, которая поставляет оборудование для производства микросхем с этой технологией и нормами 5 и 3 нм, является нидерландская ASML. Но передовые машины ASML запрещены для поставки в Китай.

Поэтому местным производителям чипов приходится искать обходные пути для выпуска передовых чипов. Например, производителю чипов SMIC с помощью устаревшего оборудования и сложных методов удалось наладить выпуск микросхем по техпроцессу 7 нм. Однако себестоимость такого решения на 50 % выше, чем у конкурента в виде TSMC, да и выход годных кристаллов не превышает 50 %. С линейкой 5 нм всё ещё хуже — там для использования пригодны считанные кристаллы.

Инвестиции от Big Fund III получит национальный производитель литографического оборудования Shanghai Micro Electronics Equipment. Правда, пока самое продвинутое оборудование компании может работать только с техпроцессом 90 нм. Для более точного производства нужны импортные мощные лазеры и ультраточные зеркала, которые делает лишь немецкая Zeiss.

Вместе с тем «Большой фонд» вложится и в альтернативные разработки для создания конкуренции с западной EUV-монополией:

1. Несколько китайских госкомпаний «с нуля» работают над своей технологией фотолитографии в глубоком ультрафиолете. Правда, это требует огромных затрат и много времени, пишет EE Times.
2. Усовершенствование технологии производства микросхем по методу самовыравнивающегося четырёхкратного литографического формирования рисунка (Self-Aligned Quadruple Patterning, SAQP). Технологию можно использовать для производства микросхем по техпроцессу 5 нм, но это чересчур сложно и сопряжено с высоким риском дефектов.
3. Инвестиции в наноимпринтную литографию (Nanoimprint Lithography, NIL), при которой рисунок наносится на подложку физически с помощью штампа. Потенциально предлагает низкую стоимость и высокую производительность, но пока страдает от относительно низкой точности.

Второе большое направление инвестиций коснётся программного обеспечения для проектирования полупроводников. Этот сегмент сегодня фактически контролируют три западные компании: Synopsys, Cadence и Siemens. Big Fund III направит инвестиции местным Empyrean Technology и Primarius Technologies. Но и здесь предстоит пройти долгий и сложный путь из-за большого технологического разрыва и отсутствия связей с передовыми фабриками вроде TSMC.

По самым пессимистичным оценкам, на формирование полной независимости от западных технологий в сфере производства микросхем у Пекина уйдёт около $1 трлн — в десятки раз больше текущего бюджета. Также остается критичным дефицит узкоспециализированных кадров. Big Fund III способен помочь в подготовке инженеров, но он не сможет мгновенно передать накопленный десятилетиями опыт в проектировании оборудования для производства передовых микросхем.

Эксперты считают, что в ближайшее время Китай сможет наладить массовый выпуск литографического оборудования с поддержкой 28-нанометрового техпроцесса, а SMIC, вероятно, все-таки обеспечит более-менее приемлемый выход годных кристаллов для техпроцессов 7 и 5 нм. Тем самым китайская промышленность сократит отставание, но все же на 1-2 шага будет находиться позади мировых лидеров.

Предыдущие госфонды, Big Fund I и Big Fund II, сосредоточивались на расширении производственных мощностей — деньги ушли на заводы по выпуску интегральных микросхем. Однако Китай так и не смог достичь независимости: компаниям по-прежнему недоступно передовое оборудование и программное обеспечение для проектирования. Не справившись с «реальными прорывами», власти признали необходимость сменить стратегию и поставить суверенитет в области полупроводников в число задач национальной безопасности. С этой задачей и должен справиться Big Fund III.

В исходной публикации Reuters, посвящённой предполагаемому отказу нынешнего руководства Intel от массового производства чипов для клиентов по технологии 18A с последующим продвижением 14A, упоминаются многомиллиардные риски для бизнеса самой компании. Аналитики Morgan Stanley убеждены, что масштабы бедствия сильно преувеличены.

Источник изображения: Intel

В своей аналитической записке эксперты отмечают, что компания уже давно поумерила свои амбиции, связанные с распространением техпроцесса 18A за пределами собственной продукции. Если ей и придётся сократить предложение услуг по выпуску чипов с использованием данной технологии для сторонних клиентов, фактические убытки будут довольно скромными. Заказчики если и начали бы получать от Intel выпущенные по техпроцессу 18A изделия, то в исключительно скромных количествах, поэтому капитальные затраты на обеспечение подобных контрактов были не так велики.

Как поясняют представители Morgan Stanley, руководство Intel само неоднократно подчёркивало, что выход производственного подразделения компании на безубыточность от спроса на его услуги со стороны внешних клиентов зависит минимально. Это позволяет предположить, что в текущем и следующем годах отказ от распространения техпроцесса 18A повлияет на бизнес Intel в ограниченных масштабах.

Гораздо важнее для Intel будет не только удержать, но и увеличить собственную долю на рынке центральных процессоров для ПК и серверного применения. Чтобы восстановить доверие инвесторов и поднять курсовую стоимость собственных акций, по мнению аналитиков Morgan Stanley, для Intel гораздо важнее добиться успеха на рынке центральных процессоров, а не продвинуться в реформировании своего бизнеса по контрактному производству чипов. Впрочем, авторы аналитической записки подчёркивают, что прочие участники фондового рынка подобной расстановки приоритетов не придерживаются.

Как и компания Intel, южнокорейский гигант Samsung Electronics в сфере контрактного производства полупроводниковой продукции переживает не самые простые времена. По новым данным, Samsung решила отложить на два года старт выпуска 1,4-нм чипов, теперь он запланирован на 2029 год. Пауза будет использована для повышения эффективности выпуска продукции по имеющимся техпроцессам.

Источник изображения: Samsung Electronics

Как отмечает ресурс ET News, подобными планами Samsung Electronics поделилась со своими партнёрами и клиентами на специализированном мероприятии, которое прошло в южнокорейской столице вчера. По данным источника, соответствующие заявления прозвучали из уст Син Чон Сина (Shin Jong-shin), который занимает пост вице-президента контрактного подразделения Samsung Foundry. Три года назад руководство компании заявляло, что 1,4-нм техпроцесс будет освоен в массовом производстве к 2027 году.

Конкурирующая TSMC, которая на контрактном рынке является лидером по занимаемой доле и чувствует себя лучше ближайших соперников, к 2028 году планирует освоить техпроцесс A14, который можно считать аналогом 1,4-нм в исполнении Samsung. Принято считать, что только по итогам прошлого года контрактное подразделение Samsung понесло убытки в размере почти $3 млрд. Компании требуется время, чтобы выправить ситуацию с доходностью текущих операций, прежде чем ввязываться в освоение более дорогих новых техпроцессов. К слову, это не помешает Samsung в текущем году приступить к производству чипов по 2-нм техпроцессу (SF2), но после компания решила взять паузу.

Второе поколение техпроцесса SF2P к 2028 году уступит место третьему (SF2X). Кроме того, в ближайшее время Samsung собирается сосредоточиться на повышении уровня выхода годных чипов, выпускаемых по 4-нм, 5-нм и даже 8-нм техпроцессам. Компания намерена привлечь новых заказчиков к этим набирающим зрелость технологическим нормам. Некоторые источники ранее утверждали, что Samsung до сих пор вынуждена браковать до половины выпускаемых 3-нм чипов, хотя к их массовому производству она формально приступила быстрее TSMC ещё в 2022 году. В этом смысле на данном этапе руководство Samsung отдаёт приоритет операционной эффективности, а не громким заявлениям в сфере «опережения конкурентов» по срокам освоения новых технологий.

Покинувший пост генерального директора Intel в декабре прошлого года Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger) предполагал, что к текущему году компания освоит «ангстремный» техпроцесс 18A и будет предлагать его сторонним заказчикам. Новое руководство Intel подобную расстановку приоритетов считает нецелесообразной, и готовится применять 18A главным образом для собственных нужд.

Источник изображения: Intel

По крайней мере, осведомлённые источники сообщили Reuters, что новый генеральный директор Intel Лип-Бу Тан (Lip-Bu Tan) попытается склонить совет директоров компании к принятию непростого решения «перешагнуть» через техпроцесс 18A с точки зрения его продвижения среди внешних клиентов. Потребительские качества этой ступени литографии не настолько хороши, чтобы пытаться привлечь с её помощью значительное количество внешних клиентов.

Вместо этого Лип-Бу Тан якобы предлагает сосредоточиться на продвижении более совершенного техпроцесса 14A среди потенциальных заказчиков. Всё это не отменяет готовности Intel приступить к использованию техпроцесса 18A для собственных нужд при массовом производстве чипов уже к концу текущего года. Модифицированному техпроцессу 18A-P также будет найдено применение, но для выполнения внутренних заказов Intel.

Подобные шаги могут потребовать от корпорации Intel, находящейся в и без того сложном финансовом положении, дополнительных списаний средств в размере от нескольких сотен миллионов до миллиардов долларов США. По этой причине окончательное решение по траектории продвижения техпроцесса 18A будет приниматься советом директоров Intel осенью этого года. Предполагается, что в незначительных количествах он всё же будет использоваться Intel для выпуска компонентов, предназначенных сторонним заказчикам, таким как Amazon (AWS) и Microsoft, поскольку соответствующие контрактные обязательства компания Intel вынуждена будет выполнять.

На раннем этапе освоения техпроцесса 18A среди потенциальных клиентов Intel также упоминались оборонные корпорации Boeing и Northrop Grumman, а также шведский телекоммуникационный гигант Ericsson. Необходимость выпуска чипов по технологии 18A для американской оборонной отрасли даже позволила Intel в прошлом году получить $3 млрд субсидий из бюджета США на создание подходящих условий на территории страны. Поэтому любые «шаги в обратном направлении» потребуют от нынешнего руководства Intel значительного мужества.

Китайские власти поддерживают приоритетные направления развития национальной экономики за счёт средств специально создаваемых фондов, куда привлекают средства не только из бюджета различных уровней, но и крупных компаний. В ближайшее время усилия властей КНР по субсидированию промышленности сосредоточатся на сфере литографии и программном обеспечении для проектирования интегральных микросхем.

Источник изображения: ASML

Об этом со ссылкой на собственные источники заявило агентство Bloomberg. По имеющимся данным, третья фаза так называемого «Большого фонда» будет направлена на устранение слабых мест в китайском технологическом потенциале, имеющем отношение к сфере проектирования и производства полупроводниковых компонентов. Если учесть, что из-за санкций в Китай попадает всё меньше передового оборудования для производства чипов и программного обеспечения для их разработки, данные направления становятся приоритетными для импортозамещения поневоле.

Третья фаза указанного государственного фонда начала формироваться более года назад, но пока удалось привлечь лишь часть искомых $48 млрд, которые в будущем планируется направить на финансирование приоритетных проектов в указанных сферах. Распределение субсидий третьей фазы растянется на более продолжительный период по сравнению с двумя предыдущими, но точные сроки не называются. Власти КНР также хотят инвестировать более адресно, не распыляя средства по всей отрасли, как это было на двух предыдущих этапах программы субсидирования. Уже в ближайшие месяцы будет выделен первый транш субсидий описываемой третьей фазы. Китайской промышленности также предстоит пережить некоторую консолидацию, поскольку это позволяет более чётко контролировать инвестиции, как частные, так и государственные. Третья фаза станет самой крупной инициативой по субсидированию китайской полупроводниковой отрасли, превзойдя по величине две предыдущие вместе взятые.

Считается, что Huawei активно финансирует создание китайских литографических систем, поэтому появление государственной поддержки на этом направлении позволит китайским производителям чипов действительно продвинуться в вопросах импортозамещения. Предыдущие попытки субсидирования отрасли не обошлись без коррупционных скандалов, поэтому в руководстве профильных фондов то и дело происходили кадровые перестановки.

Компания ASML является уникальным представителем нидерландской высокотехнологичной промышленности, поскольку только она выпускает литографические сканеры, позволяющие производить самые передовые полупроводниковые компоненты. «Закон Мура», если верить представителям ASML, сохранит актуальность в ближайшие годы, поскольку производителям чипов будет предлагаться всё более совершенное оборудование.

Источник изображения: ASML

Как отмечается в интервью исполнительного вице-президента ASML по технологиям Джоса Беншопа (Jos Benshop) изданию Nikkei Asian Review, сегодня лишь эта компания способна предложить клиентам литографические сканеры для работы со сверхжёстким ультрафиолетовым излучением (EUV). Своим успехом ASML, по словам руководителя, обязана обширной сети партнёров и подрядчиков вроде той же Carl Zeiss, поскольку в столь сложной сфере деятельности она изначально не обладала тем количеством ресурсов, которое помогло бы изготавливать всё своими силами. При нынешних масштабах бизнеса обширная кооперация всё равно приносит свои преимущества.

Самые совершенные поставляемые сейчас ASML литографические сканеры обеспечивают разрешающую способность на уровне 8 нм за один проход. При этом специалисты ASML и Carl Zeiss уже разрабатывают оборудование с разрешающей способностью 5 нм. Оно выйдет на рынок к 2035 году и позволит ускорить изготовление чипов и повысить уровень их качества.

Более того, Джос Беншоп заявил, что ASML работает над увеличением числовой апертуры своего оборудования. Чем больше этот параметр, тем более тонкие структуры могут быть созданы на кремниевой пластине. Стандартные EUV-сканеры располагают числовой апертурой 0,33, а новейшее поколение такого оборудования имеет апертуру 0,55 и относится к классу High-NA. Чтобы поднять значение апертуры до 0,7, необходимо кардинально переработать многие ключевые системы, входящие в состав литографических сканеров, как пояснил представитель ASML. Когда такое оборудование появится на рынке, он уточнять не стал.

Хотя ASML уже поставляет образцы сканеров класса High-NA EUV компаниям Intel и TSMC, их массовое применение начнётся не ранее конца текущего десятилетия или начала следующего, по мнению исполнительного вице-президента компании. Базовую технологию EUV компания ASML разрабатывала с 1997 года, а лежащие в её основе принципы были сформулированы ещё в середине 80-х годов прошлого года. Тем не менее, ранее 2006 года ASML так и не смогла создать первые образцы EUV-систем, а их массовое производство и вовсе началось лишь в 2019 году.

В прошлом году ASML потратила на оплату компонентов и материалов 16 млрд евро. С 2015 года компания также заметно увеличила расходы на исследования и разработки. Если быть точнее, они к прошлому году выросли с 1,1 до 4,3 млрд евро.

Прошлый год тайваньская компания TSMC завершила с долей рынка 67,1 %, тогда как ближайший конкурент по контрактному производству чипов в лице Samsung последовательно сократил свою долю с 9,1 до 8,1 %. Доминирование в самом быстрорастущем и доходном сегменте рынка позволит TSMC в следующем году увеличить свою долю до 75 %.

Источник изображения: Intel

По крайней мере, так считают аналитики DigiTimes Research, которые ожидают, что текущий год TSMC завершит на рубеже не ниже 70 %. Планомерному прогрессу компании в этой сфере способствуют сразу несколько факторов. Прежде всего, TSMC является основным поставщиком чипов для Nvidia, которые сейчас весьма востребованы в бурно растущем сегменте систем искусственного интеллекта. Во-вторых, именно TSMC способна в больших количествах и с приемлемым уровнем брака выпускать чипы по передовым технологиям тоньше 7 нм. Техпроцессы такого класса обеспечивают около 73 % всей выручки TSMC. Даже если в рамках 2-нм техпроцесса, как ожидается, стоимость кремниевой пластины вырастет в полтора раза, клиентов у TSMC из-за этого не убавится, поскольку у них просто не будет особого выбора.

Наконец, конкуренцию TSMC до конца 2026 года просто некому будет составить. Samsung Electronics всё ещё пытается выйти из кризиса и научиться выпускать передовые чипы с приемлемым уровнем брака. По некоторым данным, она хотя и освоила производство 3-нм чипов три года назад, на несколько месяцев опередив TSMC, до сих пор выбрасывает половину компонентов этой категории из-за высокого уровня брака.

Компания Intel тоже сосредоточена на реструктуризации, и хотя делает серьёзную ставку на своё контрактное подразделение, до 2027 года в существенных объёмах выпускать передовые чипы для сторонних клиентов не сможет. Это не раз отмечали как независимые аналитики, так и представители руководства. Недавно они признали, что изначально ангстремные техпроцессы 18A и 14A компанией разрабатывались для собственных нужд, а потому на их адаптацию под контрактный бизнес уйдёт какое-то время.

Первые процессоры Panther Lake для ноутбуков, выпускаемые компанией Intel по собственному техпроцессу 18A, появятся на рынке к концу текущего года. Сейчас компания заявляет, что техпроцесс Intel 18A обеспечивает заметный прирост быстродействия по сравнению с Intel 3 и снижает энергопотребление, но в потребительском сегменте предыдущий техпроцесс компании следов не оставил.

Источник изображения: Intel

Как поясняет PCGamer, заявления о прогрессе Intel 18A по сравнению с Intel 3 одноимённая компания сделала на мероприятии VLSI Symposium в Японии. При напряжении питания 0,65 В тестовый чип, выпущенный по технологии Intel 18A, способен обеспечить на 18 % более быстрое переключение транзисторов при равном с Intel 3 энергопотреблении, либо снизить его на 38 % при равном быстродействии.

При напряжении 1,1 В показатели немного изменяются. В этом случае тестовый чип, выполненный по технологии Intel 18A, оказывается либо на 25 % быстрее, либо на 36 % экономичнее по сравнению с Intel 3. Прогресс сам по себе приятный, но практической базы для сравнения в потребительском сегменте он не имеет. Напомним, что Intel передумала использовать свой техпроцесс Intel 3 для выпуска процессоров потребительского класса, и обратилась за помощью к TSMC с её 3-нм техпроцессом, а сравнения с ним компания при этом для Intel 18A не проводит. Единственные процессоры, которые в серийном исполнении полагались на техпроцесс Intel 3 — это серверные Xeon 6 семейства Granite Rapids, которые были представлены в этом году. Кстати, для технологии Intel 3 компания в своё время обещала улучшение соотношения производительности и энергопотребления на 18 % по сравнению с Intel 4. Какими будут процессоры Panther Lake в действительности, можно будет узнать не ранее конца текущего года.

Стартап Inversion Semiconductor из Сан-Франциско сообщил о продвижении в разработке компактного ускорителя частиц, который в принципе способен решить все современные проблемы производства чипов — от наращивания скорости производства до снижения размеров транзисторов. Компактный ускоритель — это путь к мощнейшему источнику света для полупроводниковых литографов, но проблем с его разработкой так много, что перспективы проекта пока неясны.

Художественное представление «лазерных» литографов. Источник изображения: Inversion Semiconductor

Сегодня безусловным лидером в создании передовых литографов является нидерландская компания ASML. Она освоила производство литографов с длиной волны 13,5 нм. Для создания света в них используется лазерно-продуцируемая плазма. Источник света интегрирован в литограф, что позволяет создавать достаточно компактные установки. Существенным ограничением является мощность излучения, которая пока удерживается на уровне 250 Вт. Это тормозит скорость обработки пластин и производительность. Компания ASML находится на раннем этапе разработки 1-кВт источников света EUV, обещая в ближайшей перспективе начать внедрение 740-Вт источников.

Предложенный компанией Inversion Semiconductor ускоритель частиц теоретически способен создать свет с длиной волны от 20 до 6,7 нм мощностью порядка 10 кВт. Подобный источник света может в 15 раз ускорить обработку полупроводниковых пластин на одной установке или запустить параллельную обработку с меньшей скоростью одновременно на дюжине сканеров, что существенно снизит себестоимость производства.

Предложение Inversion Semiconductor — это не новость. Учёные и индустрия разрабатывают проекты по использованию ускорителей частиц для целей полупроводниковой литографии. В России, например, для сходных задач рассматривают вариант восстановления зеленоградского синхротрона. Над похожими проектами работают китайцы, а также заинтересовалась Intel. Изюминка проекта Inversion Semiconductor — компактность. Предложенная компанией установка в 1000 раз меньше задействованных в науке синхротронов. По сути, она может быть размером с обычный письменный стол, а это прямой путь в промышленные цеха для массового производства чипов.

Проект Inversion Semiconductor поддержала инвестиционная компания Y-Combinator, которая выделила помещения для разработки. В основе будущей установки лежит хорошо известное физикам явление лазерно-волнового ускорения (LWFA, Laser Wakefield Acceleration). Это метод ускорения заряженных частиц, например, электронов, с использованием интенсивных лазерных импульсов. Мощный лазерный луч проходит через плазму, создавая в ней сильные электрические поля, которые формируют плазменную волну (или «кильватерную волну»). Эти поля могут ускорять частицы до релятивистских энергий на очень коротких расстояниях — порядка сантиметров, достигая градиентов ускорения в тысячи раз выше, чем в традиционных ускорителях.

Главная проблема с технологией LWFA заключается в необходимости создания лазеров петаваттной мощности с длительностью импульса порядка фемтосекунд (10^-15). Подобные установки не отличаются компактностью и крайне сложны в эксплуатации. Для научных целей это приемлемо, но для массового использования — однозначно нет.

Однако даже если нужные лазеры будут созданы, остаётся ещё одна нерешённая проблема. На практике генерируемый таким образом свет отличается нестабильностью энергий отдельных частиц и широкими углами их расхождения. Хотя в целом свет получается когерентным и монохромным, управлять им чрезвычайно сложно. Также у молодой компании нет опыта создания литографических установок в целом, что либо заставит их обратиться к той же ASML (или к Canon и Nikon), либо потребует титанической работы по разработке с нуля собственной литографической установки. Обе перспективы представляются сомнительными, что вносит значительную долю неопределённости в судьбу проекта.

Помимо создания литографических установок компактный источник рентгеновского света можно использовать для неразрушающего контроля качества продукции, что уже заинтересовало компанию Tesla, а также для проверки полупроводниковых масок, что нашло понимание у компании Applied Materials. Остаётся надеяться, что рано или поздно необходимость уменьшить масштаб техпроцесса производства чипов или потребность в снижении себестоимости производства заставят обратить внимание на компактные ускорители частиц.

В ходе технологической конференции Bank of America руководителю продуктового направления Intel Мишель Джонстон Холтхаус (Michelle Johnston Holthaus) пришлось отвечать на ряд вопросов, касающихся развития подразделения Intel Foundry, которое специализируется на выпуске чипов. Как выясняется, перспективные техпроцессы Intel 18A и 14A изначально не учитывали возможность привлечения к ним внешних клиентов.

Источник изображения: Intel

Отсутствие значительного количества крупных клиентов у контрактного подразделения Intel продолжает оставаться проблемой для компании, как можно понять из прошлых заявлений руководства. В словах Мишель Джонстон Холтхаус на этой неделе тоже сквозила подобная озабоченность. «Если вы говорите о 14A и 18A, мы начали осваивать эти техпроцессы не как предназначенные для контрактного производства. И только потом мы начали пытаться их приспособить под эти цели», — призналась представительница Intel, которая ещё несколько месяцев назад вместе со своим коллегой временно исполняла обязанности генерального директора компании.

По её словам, продвижение на этом пути подразумевает разный уровень инвестиций, поскольку адаптация техпроцессов под нужды потенциальных внешних клиентов неизбежно влечёт дополнительные расходы со стороны Intel. Именно ориентация на потребности сторонних заказчиков подтолкнула компанию к разработке различных версий техпроцесса 18A типа того же 18AP. Как только одна из вариаций нового техпроцесса будет устраивать потенциальных заказчиков, цель можно считать достигнутой. Нынешнему генеральному директору Лип-Бу Тану (Lip-Bu Tan), по словам его коллеги, придётся анализировать все эти моменты в ходе попыток оптимизации расходов компании.

Нужно также учитывать, что сейчас у Intel в работе находятся проекты по строительству новых предприятий на общую сумму $50 млрд. Часть из них заведомо закладывалась под работу с будущими заказчиками, поэтому от их наличия будет зависеть судьба отдельных проектов в этой сфере, и способность Intel оправдать соответствующие затраты. В этом году профильные расходы достигли минимального уровня за предыдущие четыре года, поскольку она пытается провести аудит и найти пути выхода из возникшего затруднительного положения.

При всём этом сама Мишель Джонстон Холтхаус весьма довольна тем, в каком состоянии сейчас находится контрактный бизнес Intel. Она уверена, что этому подразделению удастся выйти на безубыточность к концу 2027 года. «Я думаю, что для продолжения инвестиций мы должны показать, что можем привлечь других клиентов», — пояснила Холтхаус.

Она также добавила, что Intel готова выпускать чипы самостоятельно, когда это себя оправдывает, но при этом продолжает пользоваться услугами не только TSMC, но и Samsung. При выпуске процессоров Nova Lake, как уже отмечалось сегодня, Intel будет сочетать собственные производственные мощности и услуги TSMC, поскольку это позволит предложить «более конкурентоспособный продукт потребителям». Как пояснила госпожа Холтхаус, «я хочу, чтобы его выпускало Intel Foundry, но если оно не может произвести лучший продукт, то я не буду его изготавливать силами этого подразделения».

В долгосрочной перспективе, по словам представительницы компании, Intel считает вполне комфортным соотношение выпуска собственных компонентов на мощностях Intel Foundry и за их пределами, описываемое пропорцией «70:30», но у этой формулы нет конкретных сроков достижения.

Физики из университета Лафборо (Великобритания) создали изображение скрипки длиной всего 35 и шириной 13 микронов — оно меньше, чем размер тихоходки или диаметр среднего человеческого волоса. Сыграть на таком инструменте пока не получится.

Источник изображений: lboro.ac.uk

«Хотя создание самой маленькой в мире скрипки может показаться забавным и несерьёзным занятием, многое из того, что мы узнали в процессе, в действительности заложило основу для исследований, которые мы сейчас проводим. Наша система нанолитографии позволяет нам работать над экспериментами по исследованию материалов разными способами — с помощью света, магнетизма и электричества — и наблюдать за их реакцией. Поняв, как ведут себя материалы, мы сможем начать применять эти знания для разработки новых технологий, будь то повышение энергоэффективности при вычислениях или новые способы получения энергии», — рассказала профессор Келли Моррисон (Kelly Morrison), декан Физического факультета в Лафборо.

Изображение (справа) по сравнению с толщиной человеческого волоса (слева)

В рамках проекта учёные использовали аппарат под названием NanoFrazor, предназначенный для нанообработки материалов с применением технологии термальной сканирующей зондовой литографии. Если упростить, на машине установлен миниатюрный игольчатый наконечник, который при нагревании может «рисовать» линии и узоры наномасштабов на материалах. При помощи этого аппарата исследователи вытравили крошечное изображение скрипки, которое затем залили тонким слоем платины. При взгляде невооружённым глазом это некий объект размером с пылинку, но под микроскопом рисунок можно разглядеть в подробностях.

Нанолитография сыграет решающую роль в создании микрочипов нового поколения и других вычислительных технологий, а также в энергосбережении — она обеспечит дальнейшее развитие необходимых решений.

Переход на более «тонкие» техпроцессы сам по себе уже не способен снижать себестоимость полупроводниковой продукции прежними темпами. TSMC в следующем полугодии приступит к массовому производству 2-нм чипов, и одна кремниевая пластина с ними будет обходиться в $30 000. Дальнейшая миграция на новую литографию поднимет стоимость пластины до $45 000.

Источник изображения: ASML

Для сравнения, себестоимость одной 300-мм пластины с 3-нм чипами TSMC составляет примерно $20 000. А более старые 5-нм чипы обходились примерно в $16 000 за пластину. То есть можно заметить, что рост стоимости ускорился при переходе от одного поколения техпроцессов к другому.

Прогноза касательно себестоимости в $30 000 за 2-нм пластину придерживается тайваньский ресурс Commercial Times. Разработка 2-нм чипа в среднем будет обходиться клиентам TSMC в $725 млн. Но даже рост сопутствующих затрат не заставит компании отказаться от перехода на 2-нм техпроцесс. Ещё в апреле AMD заявила, что компоненты серверных процессоров EPYC семейства Venice будут выпускаться TSMC по 2-нм технологии. В декабре, как ожидается, MediaTek представит свои 2-нм процессоры семейства Dimensity 9600.

Apple и Qualcomm в следующем году должны представить свои флагманские чипы (A20/M6 и Snapdragon 8 Elite Gen 3 соответственно), которые также будут выпускаться по 2-нм технологии. Облачные гиганты последуют их примеру, к 2027 году предложив свои 2-нм процессоры: Google представит новый Trillium v8, AWS (Amazon) — Trainium 4, а Microsoft ещё во второй половине 2026 года — свои процессоры Maia 300. Облачным провайдерам важно выпускать современные процессоры собственной разработки, чтобы снизить зависимость от AMD и Nvidia, а также оптимизировать затраты. В текущем году лидером по приросту поставок собственных процессоров станет AWS.

Летом 2022 года компания Samsung Electronics с радостью сообщила, что приступает к массовому производству 3-нм продукции, опередив крупнейшего конкурента в лице TSMC на несколько месяцев. Проблема заключается в том, что по прошествии трёх лет уровень брака на профильных производственных линиях по-прежнему достигает 50 %.

Источник изображения: Samsung Electronics

По крайней мере, на этом настаивают источники южнокорейского издания Chosun Daily. Подобное положение дел с освоением 3-нм техпроцесса уже заставило некоторых клиентов отвернуться от контрактных услуг Samsung. Например, компания Google свои процессоры Tensor G5 будет выпускать силами конкурирующей TSMC по той же 3-нм технологии, причём контракт с тайваньским подрядчиком заключён сроком на ближайшие три или пять лет.

На конвейере TSMC показатели выхода годной 3-нм продукции превышают 90 %, что и обеспечивает привлекательность её услуг для разработчиков чипов. По 3-нм технологии TSMC будет выпускать процессоры M5 для Apple, процессоры Snapdragon 8 Elite Gen 2 для Qualcomm, процессоры Rubin для Nvidia и процессоры Dimensity 9500 для MediaTek. В следующем году компания готовится предложить заказчикам услуги по выпуску 2-нм чипов.

Тем не менее, для процессоров Exynos 2500 собственной разработки Samsung как раз будет использовать 3-нм технологию производства. Помимо прочего, это позволит компании сократить расходы на закупку процессоров Qualcomm для своих смартфонов. В прошлом квартале они выросли на 37 %, поэтому хотя бы частичная миграция на использование собственных процессоров поможет южнокорейскому гиганту сократить издержки.

При этом в рамках 7-нм и 5-нм технологий конкуренцию Samsung уже начинают составлять даже китайские компании типа SMIC. Более того, по некоторым данным, Huawei готовится предложить своим партнёрам 3-нм техпроцесс в двух вариантах исполнения уже в следующем году.

В интервью корреспонденту ТАСС президент Российской академии наук Геннадий Красников рассказал, что российские 193-нм литографические сканеры для производства передовых чипов появятся примерно через два года. Более того, учёный отметил, что в основу установок будут положены классические эксимерные источники света, а не твердотельные лазеры со всеми сопутствующими преимуществами.

Процесс создания российского литографа. Источник изображения: Зеленоградский нанотехнологический центр (ЗНТЦ)

Некоторое время назад стало известно, что российские и белорусские исследователи совместно создали литографический сканер с длиной волны 350 нм. Классические литографы прошлых десятилетий использовали в качестве источника света для таких разрешений ртутные лампы с длиной волны 365 нм. Российско-белорусская разработка опиралась на передовой твердотельный источник света — лазер, что позволило сделать сканер более компактным, эффективным и экономичным.

Можно было бы ожидать, что дальнейшее сокращение длины волны и повышение разрешения проекции пойдут тем же путём. Однако пока этого не произойдёт. Как признался господин Красников, сейчас учёные работают с эксимерными источниками света на базе смеси благородных газов — в частности, с источниками на длине волны 248 нм и, в ближайшей перспективе, с классическими 193-нм лазерами.

Это путь, уже испытанный мировыми производителями литографического оборудования, и он надёжен, как швейцарские часы. Газовые лазеры уступают по совокупным эксплуатационным характеристикам полупроводниковым, но они уже сегодня способны обеспечить то, что твердотельным лазерам ещё долго будет не под силу, — мощность излучения, достаточную для высокой производительности литографических установок.

Обнадёживающим можно считать заявление о вероятном появлении 193-нм сканеров уже через два года. Такое оборудование всё ещё способно выпускать передовые чипы вплоть до 5-нм техпроцессов. Полупроводниковая промышленность приблизилась к границам возможного в снижении технологических норм, и сканеры с длиной волны 193 нм ещё долго будут оставаться передовыми установками.

Финансовый директор Intel Дэвид Зинснер (David Zinsner) на этой неделе ещё раз подчеркнул, что компания надеется вывести свой производственный бизнес на безубыточность по итогам 2027 года. Решающую роль в этом должно сыграть использование сторонними клиентами новейшей технологии Intel 14A.

Источник изображения: Intel

Соответствующие заявления представитель компании сделал на технологической конференции J.P. Morgan, как поясняет Tom’s Hardware. Зинснер воспользовался своим участием в мероприятии для ставшего уже дежурным заявления о намерениях Intel начать выпуск процессоров Panther Lake по технологии 18A до конца текущего года, с акцентом на масштабирование массового производства в следующем году. По данной технологии также будут выпускаться компоненты серверных процессоров Xeon семейства Clearwater Forest. Как считает финансовый директор Intel, если техпроцесс 18A понравится сторонним клиентам, по итогам освоения компанией техпроцессов 18A-P и 14A заказчиков станет только больше.

«Я полагаю, что мы должны увидеть больше внешних заказов на 14A, чем на 18A», — заявил Зинснер, признав, что сейчас объёмы таких заказов невелики. Как мы уточняли ранее по итогам знакомства с квартальным отчётом Intel, на протяжении первых трёх месяцев текущего года исполнение сторонних заказов принесло подразделению Intel Foundry менее одного процента всей выручки.

Зинснер пояснил, что решение начать использование оборудования с высокой числовой апертурой (High-NA EUV) в рамках техпроцесса 14A будет означать существенный рост затрат для Intel, но компания надеется, что приносимые данной технологией преимущества позволят всё окупить.

Как и прочие контрактные производители чипов, Intel не торопится раскрывать имена своих клиентов. Она надеется выпускать больше компонентов для собственных процессоров Panther Lake и Nova Lake по сравнению с их предшественниками. Это позволит не только сильнее загрузить собственные производственные мощности, но и улучшить прибыльность производственного бизнеса. После 2027 года, как надеется руководство Intel, контрактное подразделение должно приносить устойчивую прибыль. На безубыточность оно выйдет в течение 2027 года, по мнению финансового директора компании. Для этого Intel Foundry должна получать всего несколько миллиардов долларов выручки ежегодно от обслуживания сторонних заказчиков.

Если в рамках техпроцесса Intel 18A основным источником выручки данного подразделения останется сама материнская корпорация, то в рамках Intel 14A акцент уже должен сместиться в сторону внешних заказчиков. Компания также будет полагаться в стремлении выйти на безубыточность по контрактному производству на услуги по упаковке чипов, зрелые техпроцессы типа Intel 16, а также сотрудничество с компаниями UMC и Tower. Привлечение внешних источников капитала в эту сферу тоже будет практиковаться, как и при прежнем руководстве. Подразделению Intel Foundry при этом придётся доказывать свою технологическую состоятельность в конкуренции с внешними подрядчиками в борьбе за заказы самой Intel.