Компания Arm подвела итоги 40-летнего развития, объявив о поставке более 250 млрд процессоров по всему миру. С момента создания первого ARM1 в 1985 году архитектура Arm радикально изменила рынок мобильных устройств, датчиков и серверных решений, став новым отраслевым стандартом энергоэффективности.

Источник изображений: Arm

Компания Acorn стремилась создать амбициозного преемника BBC Micro, в котором использовался 8-битный процессор с 16-битной адресной шиной — микропроцессор MOS Technology 6502. Для реализации этой задачи в 1985 году в Кембридже была сформирована команда из двух инженеров — Софи Уилсон (Sophie Wilson) и Стива Фёрбера (Steve Furber), — разработавших первый процессор ARM1, содержавший 6 тыс. логических вентилей. Для сравнения: современные процессоры Arm насчитывают более 100 млн вентилей.

Стремление к энергоэффективности в архитектуре Arm было продиктовано практической необходимостью. На момент проектирования компания не могла позволить себе дорогостоящую керамическую упаковку микросхем, поэтому инженерам пришлось создать процессор с минимальным энергопотреблением, что позволило использовать доступную пластиковую упаковку без риска перегрева.

Процессор ARM1 был изготовлен по 3-микронному техпроцессу, что, в сочетании с архитектурой RISC, обеспечило высокую скорость работы при низком энергопотреблении. Arm отмечает, что ARM1 оказался «быстрым и невероятно эффективным с точки зрения энергопотребления». Современные процессоры Arm содержат более 100 млн вентилей, оснащаются графическими ускорителями, поддерживают многоядерные архитектуры и изготавливаются по 3-нм техпроцессу.

В 1990-х годах чипы Arm начали привлекать внимание за пределами британского рынка домашних компьютеров. Первыми серьёзными успехами стало сотрудничество с компанией Apple, использовавшей чип Arm для портативного устройства Newton MessagePad, выпущенного в 1993 году. Несмотря на неудачу этого проекта, выбор Arm подтолкнул индустрию к более широкому принятию архитектуры. Конец 1990-х годов ознаменовался взрывным ростом продаж процессоров Arm на фоне стремительного развития рынка мобильных телефонов. Одним из первых устройств, продемонстрировавших потенциал Arm, стал телефон Nokia 6110, который впоследствии вошёл в число самых продаваемых моделей в мире.

По последним данным, поставлено более 250 млрд чипов Arm. Для сопоставления: общее число людей, когда-либо живших на Земле, оценивается в 110 млрд. В юбилейном блоге компания подчеркнула: «В мире буквально больше ARMs, чем arms», обыграв схожесть написания названия компании и английского слова arms (англ. — руки).

На сегодняшний день Arm продолжает развивать свои архитектуры, выходя за рамки мобильных устройств и внедряясь в различные вычислительные сегменты — от IoT-оборудования до инфраструктуры дата-центров. В то же время компания осознаёт угрозу со стороны альтернативных открытых архитектур, таких как RISC-V, а также отмечает рост активности китайских технологических компаний. В будущем Arm предстоит конкурировать с решениями, которые разрабатываются без лицензирования и направлены на снижение зависимости от западных технологий.

Тайваньская компания TSMC, крупнейший в мире контрактный производитель полупроводников, ведёт беспрецедентное расширение своих производственных мощностей. В настоящий момент компания одновременно строит 24 фабрики в разных странах, что, по мнению аналитиков, позволит ей закрепить доминирование в отрасли на десятилетия вперёд.

Источник изображений: TSMC

Ещё несколько лет назад запуск каждого нового предприятия TSMC становился значимым событием. Однако сегодня, на фоне 15 строящихся фабрик в Тайване, шести в США (включая Fab 21 в Аризоне), двух в Японии и одного завода в Германии, отдельные проекты уже не вызывают столь широкого резонанса. Кроме того, по данным журнала ComputerBase, компания активно развивает упаковочные производства и исследовательские центры, ещё больше укрепляя глобальное присутствие.

Источник изображений: TSMC

Темпы роста также впечатляют: если до 2020 года TSMC в среднем строила три фабрики в год, то с 2021 по 2024 год этот показатель увеличился до пяти, а в 2024 году компания приступила к строительству сразу девяти новых объектов. Учитывая, что возведение одной фабрики занимает 3–4 года, одновременно в работе находятся 24 проекта.

Источник изображений: TSMC

Эксперты отмечают, что в ближайшие годы ни Intel, ни Samsung не смогут серьёзно конкурировать с TSMC. Проекты Intel во многом заморожены, а Samsung сталкивается с технологическими трудностями. При этом TSMC уже объявила о высоких показателях выхода годных чипов для своего 2-нм техпроцесса (N2), запуск которого намечен на вторую половину года.

Основным вызовом для компании сегодня остаётся кадровый вопрос. Численность сотрудников выросла с 51 тысячи в 2019 году до более чем 83 тысяч к концу 2024-го, а в начале 2025 года штат увеличился ещё на 1300 человек. Ожидается, что в этом году компания преодолеет отметку в 90 тысяч сотрудников, а в следующем — в 100 тысяч.

Несмотря на стремительный рост, TSMC удаётся поддерживать высокие стандарты качества. Так, завод в Аризоне (Fab 21) быстро достиг уровня тайваньских фабрик по выходу годных чипов по технологии 4 нм (N4), а японский завод даже превзошёл показатели Fab 15A на Тайване в производстве 22-нм продукции.

Аналитики уверены: благодаря инвестициям в передовые технологии и глобальную инфраструктуру, TSMC останется ключевым игроком рынка на многие годы и будет практически недосягаема для конкурентов.

В апреле 2025 года на технологическом симпозиуме в Северной Америке компания TSMC объявила, что начала серийное производство чипов по техпроцессу N3P ещё в IV квартале 2024 года. Эта 3-нм платформа третьего поколения сохраняет полную совместимость с дизайнами чипов для прежней версии 3-нм техпроцесса и ориентирована на задачи, где критичны высокая производительность и экономичное энергопотребление — от пользовательских устройств до центров обработки данных.

Источник изображения: TSMC

Технология N3P представляет собой оптическое сжатие предыдущего техпроцесса N3E. Сохраняя прежние правила проектирования и совместимость с блоками чипов, она обеспечивает прирост производительности до 5 % при неизменном уровне утечки токов либо снижение энергопотребления на 5–10 % при тех же частотах. Кроме того, в схемах со стандартной пропорцией логических, SRAM и аналоговых элементов (50 %, 30 % и 20 % соответственно), N3P даёт прирост плотности транзисторов на 4 %.

Повышение плотности интеграции в N3P достигнуто за счёт улучшения оптических параметров литографического процесса, а не изменений в проектных нормах, что способствует более эффективному масштабированию всех функциональных структур микросхемы. Это преимущество особенно проявляется в проектах с преобладанием памяти SRAM, где критична высокая плотность интеграции. В настоящее время техпроцесс применяется для выполнения производственных заказов ключевых клиентов компании.

TSMC уточняет, что развитие 3-нм линейки техпроцессов не ограничивается узлом N3P. Следующим этапом станет 3-нм техпроцесс N3X, массовое производство которого запланировано на II полугодие 2025 года. Эта версия ориентирована на достижение максимальных тактовых частот и, согласно внутренним оценкам компании, обеспечивает увеличение максимальной производительности на 5 % при фиксированном энергопотреблении либо позволяет снизить энергопотребление на 7 % при неизменной частоте по сравнению с N3P.

* Плотность чипа, опубликованная TSMC, отражает «смешанную» структуру чипа, состоящую из 50 % логических элементов, 30 % памяти SRAM и 20 % аналоговых блоков. ** При одинаковой площади. *** При одинаковой тактовой частоте. Источник изображения: Tom's Hardware

Ключевое отличие техпроцесса N3X — поддержка напряжения питания до 1,2 вольт, что является аномально высоким значением для 3-нм технологического узла. Это позволяет микросхемам достигать максимальной тактовой частоты (Fmax), что особенно важно для процессоров клиентского сегмента. Однако такая возможность сопряжена с серьёзными технологическими ограничениями: мощность, обусловленная токами утечки, может возрасти до 250 %. Поэтому при проектировании микросхем на базе N3X требуется инженерный компромисс между производительностью и тепловыми параметрами устройства.

Старший вице-президент по развитию бизнеса и глобальным продажам, а также заместитель операционного директора TSMC Кевин Чжан (Kevin Zhang) отметил, что компания продолжает оптимизировать свои техпроцессы даже после их перехода к массовому производству. По его словам, переход на новый технологический узел требует от клиентов значительных инвестиций, включая разработку чипов в рамках экосистемы. Поэтому стратегия TSMC направлена на непрерывную оптимизацию уже внедрённых техпроцессов, чтобы клиенты могли дольше сохранять эффективность ранее сделанных вложений.

TSMC традиционно выпускает несколько итераций одного технологического узла в рамках единого комплекта разработки — Process Development Kit (PDK). Примером служат серии техпроцессов N5 и N4, включающие, соответственно, N5P и версии N4P и N4C. Такой подход позволяет компании максимально эффективно использовать дорогостоящее технологическое оборудование, а клиентам — снижать затраты за счёт повторного использования IP-блоков. Узлы N3P и N3X органично продолжают эту стратегию в рамках 3-нм семейства техпроцессов.

Несмотря на активное внимание к перспективным 2-нм техпроцессам, основанным на транзисторах с полным затвором (GAA), основная масса процессоров для клиентских устройств, которые выйдут на рынок в ближайшие кварталы, будет производиться с использованием техпроцессов семейства N3. К числу таких решений относятся смартфоны, планшеты и компьютеры новых поколений, запуск которых ожидается в 2025 году и позднее.

Компания GS Nanotech, входящая в состав холдинга GS Group, осуществила корпусирование опытной партии микросхем на подложках из 26 слоёв, что стало первым в России опытом сборки микросхем такой сложности. Крупные зарубежные вендоры уже освоили корпусирование на подложках из 50 слоёв, но в России прежде производители работали с подложками до 16 слоёв.

Источник изображения: gsnanotech.ru

Для успешного выполнения задачи по корпусированию такого уровня специалисты GS Nanotech совместно с заказчиком в лице компании Malt System создали специальную подложку из 26 слоёв. В дополнение к этому они разработали технологию установки восьми кристаллов в один корпус методом flip-chip с дополнительным монтажом более 200 SMD-компонентов. В компании освоенную технологию называют «корпусированием мирового уровня». Отмечается, что выход годных чипов опытной партии составил 100 %.

«Корпусирование микросхем такого уровня стало вызовом для компании, ведь до нас никто не корпусировал микросхемы такого порядка. Но благодаря наработанным компетенциям мы успешно справились с этой задачей», — прокомментировал данный вопрос гендиректор GS Nanotech Сергей Пластинин.

Научный руководитель Malt System Сергей Елизаров рассказал, что выбор GS Nanotech в качестве подрядчика был неслучайным, поскольку совместная работа позволила достичь того, что «практически невозможно реализовать, например, при сотрудничестве с китайскими компаниями — наладить полноценную кооперацию и получать быструю и технически грамотную обратную связь». Он также добавил, что сотрудники GS Nanotech занимались проектированием, изготовлением подложки и корпусированием микросхем, тогда как специалисты Malt System осуществляли моделирование всех промежуточных версий, своевременно выдавая замечания по топологии и дизайну подложки. Они также занимались тестированием подложки и собранной микросхемы.

Ещё летом прошлого года стало известно о намерениях TSMC сподвигнуть участников отрасли на переход от использования классических кремниевых пластин круглой формы к прямоугольным подложкам размерами 510 × 515 мм. Теперь сообщается, что после первых экспериментов компания решила перейти к квадратным подложкам размером 310 × 310 мм.

Источник изображения: TSMC

Современная полупроводниковая промышленность передовые чипы выпускает на круглых кремниевых пластинах диаметром до 300 мм. При этом сами кристаллы чипов имеют квадратную или прямоугольную форму, что с учётом необходимых для работы оборудования припусков по краям вынуждает не очень экономно расходовать материалы. Переход к прямоугольным или квадратным подложкам способен решить эту проблему, но для их внедрения необходимо переработать всю инфраструктуру и перейти на новое оборудование для обработки кремниевых подложек.

Как отмечает Nikkei Asian Review со ссылкой на собственные источники, TSMC уже почти определилась с параметрами кремниевых подложек нового поколения, которые обретут квадратную форму и начнут в небольших количествах применяться с 2027 года. От прежних намерений использовать подложки размерами 510 × 515 мм пришлось отказаться из-за возникших технологических сложностей. Предлагаемый к внедрению стандарт с квадратной подложкой 310 × 310 мм вместит меньше чипов, но всё равно повысит эффективность по сравнению с нынешними круглыми кремниевыми пластинами. TSMC строит опытную производственную линию в Таоюане, на которой с 2027 года надеется начать обработку квадратных подложек указанного типоразмера.

Тайваньская компания ASE Technology, которая специализируется на услугах по тестированию и упаковке чипов, изначально планировала использовать подложки размерами 600 × 600 мм, но теперь в целях унификации готова перейти на размер 310 × 310 мм. По оценкам Morgan Stanley, нынешняя круглая кремниевая пластина диаметром 300 мм способна вместить не более 16 чипов для ускорителей Nvidia B200, либо не более 12 чипов для ускорителей AMD Instinct MI355, либо не более 25 чипов Google TPU, и это при условии отсутствия брака, что на практике никогда не достижимо.

Первоначально TSMC рассчитывала перенимать опыт по работе с пластинами прямоугольной форме у производителей дисплеев, и даже начала сотрудничать с Innolux, но потом поняла, что у партнёров из этой отрасли нет готовых решений для внедрения квадратных подложек при производстве чипов, а потому двигаться дальше придётся преимущественно самостоятельно.

Не только TSMC и ASE готовы мигрировать в этом направлении. Находящаяся под американскими санкциями Huawei Technology необходимый опыт рассчитывает получить как раз при содействии китайских компаний BOE Technology и Tongfu Microelectronics.

Intel объявила, что вице-президент Энн Келлехер (Ann Kelleher), возглавлявшая разработку технологий производство микросхем, покинет свой пост до конца 2025 года. Её уход совпадает с началом масштабных преобразований в производственном подразделении Intel Foundry и завершением этапа разработки ключевого техпроцесса Intel 18A на исследовательской площадке в штате Орегон.

Келлехер проработала в компании 29 лет. Свою карьеру в Intel она начала в 1996 году на должности инженера по технологическим процессам. Позднее она возглавила одну из фабрик компании. В 2020 году ей было поручено руководство всей разработкой техпроцессов Intel. На момент объявления об уходе ей исполнилось 59 лет.

На протяжении последних лет Келлехер возглавляла разработку технологического процесса 18A — одного из важнейших проектов Intel, ориентированного на сокращение отставания от TSMC. Эта технология создавалась на исследовательских фабриках компании, расположенных в Хиллсборо (штат Орегон). По заявлению Intel уже достигла значительного прогресса в освоении техпроцесса 18A и готовится к выпуску первых чипов на нём для сторонних заказчиков. Разработка последних скоро придёт к этапу tape-out — финальный этап проектирования чипа, при котором готовая топология микросхемы передаётся на фабрику для начала производства, включая изготовление фотошаблонов.

Источник изображения: Intel

Переход к новому этапу технологического управления сопровождается кадровыми перестановками. В июле 2024 года Intel пригласила Нагу Чандрасекарана (Naga Chandrasekaran), ранее работавшего в компании Micron, на должность главы подразделения контрактного производства чипов. Теперь ему предстоит занять должность главного директора по технологиям и операциям в Intel Foundry, а также возглавить направление разработки техпроцессов, которое ранее курировала Келлехер.

Ещё осенью 2024 года Intel сообщила, что выбрала Навида Шахрияри (Navid Shahriari) в качестве долгосрочного преемника Келлехер, однако сроки её ухода тогда не раскрывались. Теперь Шахрияри назначен исполнительным вице-президентом новой организационной структуры, задача которой — координация производственных процессов Intel на всех предприятиях компании Новая структура будет отвечать за разработку технологии тестирования сборок (ATTD), операции по изготовлению фотоматриц (DMO), производство тестов сборок (ATM) и операции по сортировке пластин C4. Об этом назначении Intel также объявила 20 марта 2025 года одновременно с сообщением об отставке Келлехер.

Как пишет портал Tom's Hardware, компания Intel реорганизует подразделение Foundry под двух руководителей, которые будут отвечать за два ключевых направления в разработке и производстве полупроводников. Чандрасекарана будет отвечать непосредственно за разработку и выпуск самих кристаллов, тогда как Шахрияри возглавит направление разработки и внедрения технологий упаковки кристаллов.

В официальном заявлении Intel подчёркивается, что передача полномочий осуществляется при полной готовности управленческой команды и в условиях успешной реализации проекта 18A. Компания утверждает, что разработка технологии ведётся с опережением графика. Tape-out проектов для внешних заказчиков и подготовка к выпуску первой продукции находятся в активной фазе, что позволяет обеспечить запланированную и последовательную смену руководства. До того как Энн Келлехер покинет Intel, она будет выступать в качестве стратегического советника Intel Foundry.

Китай стремительно укрепляет свои позиции в сфере проектирования и производства чипов следующего поколения, опережая США как по количеству научных публикаций, так и по их значимости. По данным Джорджтаунского университета (GU), в период с 2018 по 2023 год китайские исследователи опубликовали в два с лишним раза больше научных работ, чем их американские коллеги. Эти фундаментальные исследования ставят под угрозу эффективность экспортного контроля США, что может привести к утрате их доминирующего положения в разработке передовых микросхем.

Источник изображения: Mathew Schwartz / Unsplash

При этом 50 % статей, вошедших в 10 % наиболее цитируемых работ в данной области, были написаны при участии авторов из Китая. Для сравнения: американские исследователи участвовали лишь в 22 % таких публикаций, а европейские учёные — в 17 %. Этот разрыв свидетельствует о целенаправленной стратегии Китая, направленной на достижение лидирующих позиций в фундаментальных исследованиях в области микроэлектроники.

Китайские исследования охватывают широкий спектр научных дисциплин, включая физику, материаловедение, электронику, компьютерные науки и ИИ. В центре внимания китайских учёных — традиционные кремниевые полупроводниковые чипы, специализированные графические процессоры (GPU) для ИИ, принципиально новые вычислительные архитектуры, нейроморфные процессоры и оптические микросхемы. Эти технологии способны коренным образом изменить вычислительные системы, повысив их производительность и энергоэффективность, что делает их стратегически важными для будущего высокопроизводительных вычислений.

Аналитики Обсерватории передовых технологий (ETO) использовали методы машинного обучения (ML) для обработки и классификации тысяч научных публикаций, сосредоточившись на прорывных технологиях, а не на инкрементальных коммерческих улучшениях, которые зачастую остаются корпоративными секретами. Такой подход позволил выявить ключевые направления научных исследований, определяющие, какие страны займут лидирующие позиции в разработке высокотехнологичных вычислительных систем.

Топ-цитируемые исследования — это 10 % статей за каждый год, набравшие наибольшее количество цитирований. Источник изображения: ETO

Анализ включал только статьи с аннотациями на английском языке, что подчёркивает их международную значимость. Это означает, что в выборку вошли лишь те работы китайских исследователей, которые ориентированы на международную научную аудиторию, а не внутренние исследования, публикуемые исключительно на китайском языке. Однако даже в таком отборе Китай демонстрирует значительное преимущество перед США и Европой.

Юньцзи Чэнь (Yunji Chen), глава Государственной ключевой лаборатории процессоров в Пекине и соучредитель компании Cambricon, отмечает, что Китай добился значительных успехов в проектировании специализированных ИИ-чипов. Однако, по его словам, производство остаётся узким местом, главным образом из-за экспортных ограничений США. Введение санкций существенно затруднило доступ Китая к передовым литографическим установкам и высокопроизводительным полупроводниковым компонентам, что сдерживает развитие китайской микроэлектронной индустрии.

С октября 2022 года Министерство торговли США (DOC) запретило продажу в Китай передовых микросхем и оборудования для их производства. Американские власти объяснили этот шаг тем, что Пекин использует ИИ для «мониторинга, отслеживания и наблюдения за собственными гражданами», а также для развития военных технологий. Несмотря на эти меры, китайские исследования не только не замедлились, но и продолжают усиливать своё влияние на мировую научную среду.

Чип Cambrian-1 компании Cambricon использует вычислительную архитектуру, специально разработанную для глубокого обучения ИИ. Источник изображения: Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences

Наиболее перспективные направления китайских исследований включают нейроморфные вычисления и оптические процессоры. Первые моделируют работу биологических нейронных сетей, что позволяет создавать более энергоэффективные и высокопроизводительные вычислительные системы. Вторые, использующие фотонные технологии, способны заменить электронные транзисторы и значительно повысить скорость обработки данных. Китай уже лидирует в обеих этих областях по количеству публикаций, что подчёркивает его стратегическое преимущество в разработке новых вычислительных архитектур.

Джейкоб Фельдгойзе (Jacob Feldgoise), аналитик Центра безопасности и передовых технологий при GU, указывает, что Китай активно разрабатывает следующее поколение вычислительных технологий, в отношении которых США не обладают монополией. В отличие от традиционных полупроводниковых технологий, для реализации этих решений не требуется доступ к высокоточному оборудованию, находящемуся под экспортными ограничениями. Это делает усилия США по сдерживанию китайского технологического прогресса значительно менее эффективными.

Джим Келлер (Jim Keller), легендарный разработчик центральных процессоров и генеральный директор разработчика чипов Tenstorrent, объявил на этой неделе, что вошёл в состав совета директоров стартапа AheadComputing, который занимается разработкой «прорывных» прикладных процессоров на архитектуре RISC-V. Стартап был основан ветеранами Intel, работавшими в Advanced Architecture Development Group — элитной команде инженеров Intel.

Источник изображения: Tenstorrent

«Рад сообщить, что вхожу в совет директоров AheadComputing. Дебби Марр — генеральный директор, она замечательная. Мы делаем экосистему RISC-V богатой, широкой и надёжной. CPU, ИИ, поддержка IP и программного обеспечения. Open RISC-V — это то, где вы можете внедрять инновации. Без ограничений», — сообщил Джим Келлер на своей странице в соцсети X.

Команда основателей AheadComputing ранее работала в отделе Advanced Architecture Development Group (AADG) Intel и принимала участие в разработке нескольких поколений процессоров компании для настольных ПК, ноутбуков и серверных систем. Они специализировались на проектировании микроархитектуры процессоров, контроллеров памяти, а также оптимизации производительности для рабочих нагрузок ИИ и машинного обучения.

Учитывая опыт соучредителей AheadComputing, а также комментарии Джима Келлера, компания, по всей видимости, будет ориентирована на разработку решений для ИИ, высокопроизводительных вычислений (HPC) и лицензирования IP, что во многом совпадает с направлением деятельности Tenstorrent. AheadComputing заявила, что одной из её целей является создание процессорных ядер с производительностью выше, чем у конкурентов. Впрочем, аналогичные задачи ставят перед собой все ведущие разработчики процессоров, включая Apple, AMD, Intel и Qualcomm.

AheadComputing была основана в прошлом году четырьмя ветеранами Intel: Дебби Марр (Debbie Marr), Джонатаном Пирсом (Jonathan Pearce), Шрикантом Шринивасаном (Srikanth Srinivasan) и Марком Деченом (Mark Dechene). Марр занимает пост генерального директора компании.

Дебби Марр присоединилась к Intel в 1988 году в качестве инженера-конструктора графического ускорителя Super VGA. В 1989 году она перешла в команду разработчиков процессора Intel 386SL — первого процессора Intel для ноутбуков. Она является одним из архитекторов процессора Intel Pentium Pro (первого серверного процессора компании), многочисленных поколений Pentium 4 (Willamette, Foster, Prescott), а также революционной архитектуры Nehalem. Марр также внесла вклад в разработку технологии Intel Hyper-Threading. Впоследствии она стала главным архитектором процессоров Intel Haswell и Intel Ice Lake. В 2019 году она заняла пост главного архитектора AADG и руководила подразделением до середины 2024 года, после чего покинула Intel и основала AheadComputing. Джим Келлер работал в Intel в тот же период, когда Марр возглавляла AADG.

Другие основатели AheadComputing также участвовали в разработке различных высокопроизводительных и энергоэффективных микроархитектур процессоров Intel, включая Nehalem, Haswell, Broadwell и Tremont. Джонатан Пирс, в свою очередь, руководил исследовательским проектом по созданию «микропроцессорной архитектуры с прорывной производительностью для алгоритмов AI/ML/HPC». В целом в AheadComputing собралась высококвалифицированная команда инженеров, внесших значительный вклад в создание одних из лучших центральных процессоров в истории, а также в разработку архитектур ИИ-чипов и графических процессоров.

Ранее AheadComputing объявила о привлечении $21,5 млн первоначального финансирования для разработки новой микропроцессорной архитектуры, предназначенной для рабочих нагрузок ИИ, облачных вычислений и периферийных устройств. Среди инвесторов — Eclipse Ventures, Maverick Capital, Fundomo, EPIQ Capital Group, а также Джим Келлер. С помощью этого финансирования компания планирует расширить свою инженерную команду и ускорить разработку ключевой технологии. В настоящее время в AheadComputing работает около 40 сотрудников.

На фоне роста производства полупроводников в США, Японии и Южной Корее, компания Fujifilm, являющаяся не только производителем фотоаппаратов, но и крупным производителем сырья для полупроводниковой промышленности и одним из немногих поставщиков сверхчистых фоторезистов для EUV-литографии, удваивает инвестиции в производство материалов для чипов, нацелившись на рынок объёмом $3,2 млрд к 2030 году.

Источник изображения: GlobalFoundries

Эти инвестиции более чем в два раза превышают вложения Fujifilm за последние три года и будут направлены на увеличение мощностей в США, Японии и Южной Корее, где крупнейшие производители микросхем, такие как Intel, TSMC, Samsung и другие, активно строят новые фабрики по выпуску высокотехнологичных процессоров для искусственного интеллекта (ИИ) и высокопроизводительных вычислений (HPC), сообщает Tom's Hardware.

Напомним, Fujifilm занимает пятое место в мире по производству фоточувствительных материалов для полупроводников и входит в пятёрку производителей ультрачистых фоторезистов для литографии в экстремальном ультрафиолете (EUV), конкурируя с другими лидерами отрасли, включая JSR, DuPont, Tokyo Ohka Kogyo и Shin-Etsu Chemical. Среди её клиентов значатся такие техногиганты, как TSMC и Samsung.

Стремясь укрепить свои позиции в цепочке поставок, компания также расширяет производство с учётом расположения своих ключевых клиентов. В частности, в Японии строится новый завод в Сидзуоке стоимостью 13 миллиардов иен ($83,27 млн). В Южной Корее модернизация мощностей в Пхёнтхэке завершится осенью, а в Чхонане к 2027 году начнётся массовое производство абразивных материалов.

Компания намерена вложить 100 миллиардов японских иен ($640,5 млн) к марту 2027 года для расширения своего глобального производства полупроводниковых материалов, а также рассматривает возможность выхода на рынок Индии, которая активно развивает своё производство микроэлектроники.

В долгосрочной перспективе Fujifilm планирует удвоить продажи в сегменте материалов для чипов относительно 2024 года, доведя их, как отмечено выше, до 500 миллиардов иен ($3,2 млрд) к 2030 году, что соответствует доминирующей позиции Японии, которая контролирует половину мирового рынка ключевых материалов для полупроводников.

Китай начал распределение средств из третьего этапа своего «Большого фонда» (Big Fund III), предназначенного для развития отечественной полупроводниковой промышленности. Этот инвестиционный пакет в размере 344 миллиардов юаней (около $47 млрд) выделен для поддержки производителей микрочипов в условиях ограниченного доступа к передовым технологиям лидеров рынка ASML и Applied Materials.

Источник изображения: SMIC, Tom's Hardware

Как сообщает Tom's Hardware, управление третьей фазой «Большого фонда» началось 31 декабря 2024 года и, как и предыдущие этапы, он находится под контролем компании Huaxin Investment Management. На начальном этапе планируется инвестировать 93 миллиарда юаней (около $12,685 млрд) в компании, занимающиеся производством химически чистых материалов и кремниевых пластин, а также в разработчиков и производителей оборудования для выпуска полупроводников. Пока неясно, будет ли фонд сосредоточен на поддержке уже известных игроков, таких как AMEC и Naura, или же сделает ставку на развитие новых стартапов.

Отмечается, что сумма в $12,685 млрд является значительной, однако её может оказаться недостаточно для того, чтобы догнать лидеров рынка в производстве оборудования для выпуска чипов. Для сравнения, годовой бюджет на исследования и разработки компании ASML в 2023 году составил $4,308 млрд, а аналогичный бюджет Applied Materials в 2024 году достиг $3,233 млрд.

Стоит сказать, что с момента запуска в 2014 году «Большой фонд» и его преемник, «Большой фонд II», привлекли сотни миллиардов долларов. Инвестиции первого этапа (2014–2018 годы) составили около $100 млрд, а второго (2019–2023 годы) — $41 млрд. По оценкам Bloomberg, на середину 2024 года, активы, находящиеся под управлением фонда, составляли около $45 млрд.

Санкции США серьёзно повлияли на деятельность ряда успешных китайских компаний в полупроводниковой отрасли, включая HiSilicon (дочерняя компания Huawei, занимающаяся разработкой чипов), контрактного производителя чипов SMIC и лидера в производстве 3D NAND памяти Yangtze Memory Technologies (YMTC). Тем не менее, как отмечают эксперты, Китай продолжает активно развивать экосистему и наращивать инвестиции, стремясь преодолеть ограничения и укрепить свои позиции на мировом рынке.

Полупроводниковый аналитик Том Вассик (Tom Wassick) послойно разобрал кристалл лучшего игрового процессора современности, Ryzen 7 9800X3D, и выяснил, что большая часть объёма представляет собой пустышку.

Источник изображения: AMD

В отличие от Ryzen 5000X3D и Ryzen 7000X3D процессоры Ryzen 9000X3D структурированы так, чтобы слой дополнительной памяти SRAM (3D V-Cache) располагался под генерирующим тепло блоком CCD с вычислительными ядрами, а не над ним. Хотя AMD не раскрыла все тонкости такого подхода, такая структура внутри кристалла предлагает лучший тепловой баланс и позволяет добиться от процессора более высоких тактовых частот.

Вассик отмечает, что блок CCD и слой 3D V-Cache сделаны очень тонкими, менее 10 мкм, для обеспечения TSV-спайки. В сочетании с BEOL (Back-end of Line) — межсоединений на основе металлических слоёв для подключения отдельных компонентов кристалла — общая толщина слоя памяти SRAM и чиплета CCD составляет 40–45 мкм.

Память SRAM в составе Ryzen X3D всегда занимала лишь часть от общей площади кристалла. Например, у чипов Ryzen 7000X3D площадь слоя 3D V-Cache составляет 36 мм², в то время как площадь всего блока CCD равняется 66,3 мм². Однако результаты исследования Тома Вассика показывают, что слой SRAM в составе Ryzen 9000X3D на самом деле на 50 мкм больше, чем площадь его CCD. Из этого следует предположение, что большая часть кристалла Ryzen 7 9800X3D не содержит никаких функциональных блоков и представляет собой пустышку. Однако для точных выводов необходимо более подробное исследование.

Если не брать в расчёт межблочные соединения, общая толщина слоя SRAM и кристалла CCD должна составлять менее 20 мкм. Чтобы разместить такие маленькие и хрупкие компоненты, AMD добавила громоздкие слои пустого кремния сверху и снизу для структурной целостности. Толщина всего стека составляет примерно 800 мкм. За вычетом 50 мкм в виде CCD, SRAM и BEOL мы получаем целых 750 мкм структурной поддержки. Другими словами, до 93 % всего стека кристалла может состоять из кремния без транзисторов.

Между различными слоями кристалла также находятся слои из оксидного покрытия. Толщина этого связующего слоя между кристаллом CCD и SRAM меньше, чем между фиктивным кремнием и двумя кристаллами, что обеспечивает лучшую теплопроизводительность. Некоторые особенности структуры кристалла процессоров Ryzen 9000X3D до конца не изучены. Том Вассик планирует в перспективе исследовать их при помощи сканирующего электронного микроскопа.

Хотя Intel утратила звание производителя самых быстрых игровых процессоров, компания не планирует выпускать аналог технологии 3D V-Cache для потребительских чипов. В свою очередь, AMD, как ожидается, представит 12-ядерный Ryzen 9 9900X3D и 16-ядерный Ryzen 9 9950X3D на выставке электроники CES 2025 в следующем месяце.

Отставка генерального директора Intel Пэта Гелсингера (Pat Gelsinger), противника разделения бизнеса компании, развязывает руки совету директоров Intel. Теперь у него появилась возможность вернуться к обсуждению отклонённых ранее предложений, включая продажу активов, привлечение частных инвестиций и разделение подразделений Intel, что может радикально изменить траекторию развития компании. Этот шаг открывает новые пути для вывода Intel из затяжного кризиса.

Источник изображений: Intel

Отставка Гелсингера, ставшая результатом давления со стороны совета директоров и акционеров, знаменует для Intel начало новой эры. За время его руководства, начавшегося в 2021 году, компании не удалось достичь поставленных целей по восстановлению технологического лидерства. Гелсингер, который был категорически против разделения компании, намеревался превратить компанию в контрактного производителя чипов, потеснив TSMC и Samsung. Фактически, при теперь уже бывшем руководителе компания сосредоточилась на производстве, а не на собственных продуктах. Однако финансовые неудачи — включая миллиардные убытки и снижение прогноза продаж за последний квартал — подорвали доверие к подобному видению будущего компании.

Крупные банки Morgan Stanley и Goldman Sachs выступают ключевыми консультантами Intel в анализе возможных траекторий её будущего развития. Среди рассматриваемых вариантов — продажа отдельных подразделений, привлечение крупных частных инвестиций и реструктуризация компании. Qualcomm ранее изучала возможность сделки с Intel, однако сложность интеграции бизнесов и масштаб операции охладили её интерес. Broadcom также анализировала вариант покупки, но сосредоточилась на завершении поглощения VMware, что сделало переговоры с Intel второстепенными.

Один из самых радикальных вариантов реструктуризации, обсуждаемых советом директоров, — разделение производственных мощностей и продуктового бизнеса компании. Такой шаг мог бы позволить сосредоточиться на разработке продуктов и снизить финансовую нагрузку на фабричный сегмент Intel. Однако разделение компании сейчас видится маловероятным — ему мешают выделенные $7,9 млрд государственных субсидий по «Закону о чипах и науке» (CHIPS & Science Act), предназначенных для поддержки внутреннего производства чипов в США. Кроме того, конкуренция с TSMC может значительно усложниться без интеграции производственных и проектных ресурсов.

Программируемые микросхемы Intel, производимые подразделением Altera, представляют собой перспективный актив, способный привлечь внимание инвесторов. Это направление, приобретённое Intel ещё в 2015 году за $17 млрд, рассматривается как потенциальный кандидат для первичного публичного предложения (IPO) или частичной продажи. Lattice Semiconductor, действующая в сотрудничестве с финансовыми консультантами, проявляет интерес к покупке активов Altera. Аналогичный интерес выражают Francisco Partners, Bain Capital и Silver Lake Management.

Подразделение Mobileye, специализирующееся на технологиях для автономного вождения, также может стать объектом частичной или полной продажи. Intel, которая в 2017 году приобрела Mobileye за $15 млрд, до сих пор сохраняет 88 % акций компании. Рыночная стоимость Mobileye сейчас составляет $14,1 млрд, что делает маловероятным полный возврат вложений Intel. Новый генеральный директор может рассмотреть варианты продажи доли в Mobileye, чтобы привлечь дополнительные средства для других стратегических инициатив.

Apollo Global Management остаётся стратегическим партнёром Intel и активно изучает возможности расширения сотрудничества. В 2023 году компания предложила инвестировать в Intel до $5 млрд. Ранее, в июне, Apollo приобрела значительную долю в ирландской фабрике Intel за $11 млрд, укрепив свои позиции в совместных проектах. Возобновление переговоров с Apollo может сыграть решающую роль в укреплении финансовой устойчивости Intel и поддержании её долгосрочных стратегических планов.

Каким будет будущее Intel — вопрос остаётся открытым, но очевидно, что первые шаги нового генерального директора определят не только судьбу компании, но и её роль на глобальном рынке технологий. Временное руководство видит будущее Intel в возвращении основного внимания к процессорам, тогда как развитие производства отодвинется на второй план. «Мы построим компактную, простую и гибкую Intel», — сформулировал Фрэнк Йири, временно назначенный на пост председателя совета директоров.

Китайский крупнейший производитель флеш-памяти YMTC теперь обрабатывает от 400 000 до 500 000 пластин в год для выпуска передовой памяти NAND, причем все на отечественных пластинах. Причём ранее китайская компания покупала японские кремниевые пластины в больших количествах, но её потеря в качестве клиента стала для японской Sumco существенной проблемой.

Источник изображений: Sumco

В прошлом году компания YMTC со своей архитектурой флэш-памяти Xtacking 4.0 3D NAND стала первой компанией, которой удалось достичь количества слоев в 3D NAND в более чем две сотни. Продукт компании, X4-9070, 232-слойная TLC 3D NAND, использует несколько кремниевых пластин, что увеличивает потребление этого сырья — по прогнозам, YMTC потребляет уже около 500 000 пластин в год. Это может показаться большим объёмом, но для сравнения мировой лидер в сфере NAND, компания Samsung, способна обрабатывать до 2 млн пластин в квартал, то есть в 16 раз больше.

И тем не менее, достижение YMTC — огромный успех для китайского импортозамещения, и в то же время сильный удар для компаний, которые раньше поставляли китайским фирмам сырье. Как поясняет ресурс ComputerBase.de, тревожные сигналы руководство японской компании Sumco, являющейся одним из крупнейших поставщиков кремниевых пластин в мире, посылало ещё две недели назад, когда отчитывалось о результатах очередного фискального квартала. По оценкам представителей Sumco, китайская полупроводниковая промышленность сейчас способна выпускать до 1 млн кремниевых пластин в год, и половина этого количества уходит на нужды китайского производителя памяти типа 3D NAND — компании YMTC. Ранее последняя была клиентом Sumco, но по мере усиления санкций против Китая утратила доступ к зарубежному сырью, а потому перешла на закупку китайского.

На графике поставок кремниевых пластин из презентации Sumco видно, как в 2023 году просели объёмы поставок продукции на мировой рынок, и данную динамику как раз можно объяснить усилением санкций США против Китая осенью 2022 года, к которым японские производители были вынуждены присоединиться. Производство памяти типа 3D NAND требует большого количества кремниевых пластин, поскольку микросхемы имеют многослойную компоновку. В случае с самой передовой продукцией YMTC количество слоёв превышает 230 штук. Сможет ли спрос на продукцию Sumco восстановиться до прежних уровней, руководство японской компании не уверено, а потому уже в следующем году собирается задуматься о сокращении капитальных затрат и отсрочке введения в строй новых производственных линий.

Впрочем, есть сфера деятельности, которую антикитайские санкции не затронули. Речь идёт о поставках кремниевых пластин для выпуска чипов по передовым техпроцессам с нормами от 5 до 2 нм включительно. В отдельных сегментах рынка японские Sumco и Shin-Etsu Chemical контролируют почти 100 % рынка кремниевых пластин на этом направлении. Попутно будет расти спрос на кремниевые пластины, применяемые при выпуске памяти типа HBM. В этой сфере Sumco рассчитывает на среднегодовые темпы роста спроса на 36 % на протяжении последующих трёх лет.

Возвращаясь к YMTC хотелось бы добавить, что хотя компания использует кремний китайского производства, она по-прежнему полагается на иностранные инструменты, фоторезисты и прекурсоры. Есть некоторые признаки того, что YMTC разрабатывает собственные инструменты; это план более широкой стратегии китайской полупроводниковой промышленности, направленной на развитие каждого этапа процесса производства полупроводников. Huawei также занимается разработкой EUV-сканеров, и YMTC может помочь, ведь тоже нуждается в новых инструментах.

По данным ассоциации SEMI, по итогам третьего квартала последовательно поставки кремниевых пластин выросли на 5,9 % до 3,2 млрд квадратных дюймов, годовой прирост измерялся 6,8 %. Поставки последовательно увеличиваются со второго квартала текущего года, и это позволяет рассчитывать на восстановление спроса на полупроводниковые компоненты.

Источник изображения: Micron Technology

Представители SEMI в своём лаконичном отчёте отмечают, что в цепочках поставок складские запасы готовой продукции сократились, но в целом остаются выше нормы. Кремниевые пластины, используемые для производства передовых чипов в сегменте систем искусственного интеллекта, пользуются высоким спросом. При этом в сегменте автомобильной электроники и промышленной автоматизации кремниевые пластины пока не особо востребованы из-за высоких запасов готовой продукции. Зато в секторе компонентов для смартфонов имеются островки оживления спроса, как отмечается в отчёте SEMI.

Источник изображения: SEMI

Скорее всего, в следующем году объёмы поставок кремниевых пластин продолжат расти, но их совокупная величина не сможет приблизиться к пиковому уровню, который наблюдался в 2022 году на волне пандемии. С третьего квартала прошлого года наблюдалось снижение поставок кремниевых пластин в последовательном сравнении, которое сменилось ростом по итогам второго квартала текущего года. Даже сейчас, как можно судить по комментариям представителей отрасли, ситуация по сегментам рынка не так однородна.

Компания Corning, американский производитель закалённого стекла Gorilla Glass для мобильных устройств, получит финансирование в размере $32 млн в рамках «Закона о чипах и науке» (CHIPS and Science Act) для производства компонентов, используемых для изготовления полупроводниковых микросхем.

Источник изображения: L N/Unsplash

По сообщению издания TechSpot, компания уже подписала предварительное соглашение с Министерством торговли США, предусматривающее выделение прямого финансирования. Средства будут направлены на расширение производства высокочистого синтетического плавленого кварца (HPFS) и стекла со сверхнизким коэффициентом расширения (ULE), используемых в оборудовании для глубокой ультрафиолетовой (DUV) и экстремальной ультрафиолетовой (EUV) литографии.

Министерство торговли заявило, что эти материалы являются ключевыми компонентами в литографическом оборудовании и обеспечение надёжных внутренних поставок может значительно укрепить позиции Америки в этом сегменте. При этом расширение производства Corning на существующем заводе в Кантоне, штат Нью-Йорк, позволит создать более 175 рабочих мест в строительстве и не менее 130 высокооплачиваемых рабочих мест в производстве.

В то же время, Corning столкнулась с трудностями в Европе. Европейская комиссия начала расследование, чтобы выяснить, нарушила ли компания антимонопольное законодательство, занимая доминирующее положение на рынке в качестве поставщика защитного стекла для смартфонов. «Комиссия хочет знать, наносят ли сделки Corning с производителями телефонов и поставщиками сырья ущерб конкуренции и, в конечном итоге, потребителям», — прокомментировала ситуацию уходящая в отставку глава антимонопольного ведомства ЕС Маргрет Вестагер (Margrethe Vestager). По мнению ведомства, существует опасение, что вытеснение конкурентов может лишить потребителей как более дешёвых, так и более прочных альтернатив.

Напомним, Corning является ключевым игроком на рынке смартфонов с середины 2000-х годов. В 1960-х компания разработала формулу закалённого стекла, которое оказалось в три раза прочнее химически обработанного натриево-кальциевого стекла, но не нашла для него применения. Однако ситуация изменилась, когда Стив Джобс (Steve Jobs), генеральный директор Apple, в период разработки первого iPhone обратился к Corning. С тех пор компания активно участвует в глобальной индустрии смартфонов, а в 2021 году Apple инвестировала дополнительные $45 млн в компанию, постепенно доведя общий объём инвестиций до $500 млн.