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 %.

Вчера корпорация Intel сообщила о назначении Кевина О’Бакли (Kevin O’Buckley) старшим вице-президентом и руководителем подразделения Foundry Services, которое занимается производством полупроводниковых компонентов для сторонних заказчиков и формирует соответствующую экосистему. Его предшественник Стюарт Панн покинет компанию после 35 лет работы в конце мая, но будет консультировать преемника.

Кевин О’Бакли будет напрямую подчиняться генеральному директору Intel Патрику Гелсингеру (Patrick Gelsinger). По его словам, Кевин сочетает уникальный набор качеств, поскольку успел поработать на руководящих должностях как в сфере контрактного производства чипов, так и в компаниях без собственных производственных мощностей. В его задачи будет входить взаимодействие с клиентами Intel на контрактном направлении и учёт их пожеланий в процессе запуска новой продукции в производство. Особое внимание будет уделяться интеграции систем искусственного интеллекта в процесс подготовки производства и управления работой подразделения.

Под началом Intel Foundry сосредоточены разработка техпроцессов, глобальная производственная сеть, оказываемые клиентам услуги и операции на уровне экосистемы. Подразделение объединяет все возможности по разработке и выпуску чипов для сторонних заказчиков в условиях растущего доминирования искусственного интеллекта.

Кевин О’Бакли имеет более чем 25-летний опыт работы в полупроводниковой отрасли. Недавно он был старшим вице-президентом аппаратных разработок в Marvell Technologies, в эту компанию он попал в 2019 году после поглощения ею Avera Semiconductor, которую возглавлял. Кевин успел поработать вице-президентом по разработке продуктов в GlobalFoundries, а до этого провёл 17 лет в IBM на различных должностях, связанных с разработкой технологий и организацией производства.

Китайские учёные разработали недорогой метод массового производства оптических чипов, которые используются в суперкомпьютерах и центрах обработки данных. Новая технология использует недорогой материал — танталат лития, который применяется при изготовлении компонентов смартфонов. Это изобретение должно помочь Китаю обойти ряд ограничений США на доступ к передовым полупроводниковым технологиям.

Источник изображения: techpowerup.com

Фотонные интегральные схемы (Photonic Integrated Circuits, PIC), используют оптические технологии для обработки и передачи информации и в основном применяются в оптоволоконной связи или фотонных вычислениях — новой технологии с повышенной скоростью передачи данных и пониженным энергопотреблением. PIC могут быть изготовлены с использованием различных материалов, включая ниобат лития, который известен своими превосходными возможностями электрооптического преобразования. Однако промышленное использование этой технологии сдерживается высокой стоимостью и ограниченным размером пластин.

Профессор Шанхайского института микросистем и информационных технологий Оу Синь (Ou Xin) и исследователь из Швейцарского федерального технологического института Тобиас Киппенберг (Tobias Kippenberg) опубликовали статью в журнале Nature об использовании для производства PIC альтернативного полупроводникового материала — танталата лития (LiTaO₃). По их словам, применение танталата лития обеспечивает дешёвое массовое производство благодаря процессу изготовления, близкому к традиционным коммерческим методам изготовления полупроводников.

«Танталат лития уже используется в коммерческих целях для радиочастотных фильтров 5G [используемых в смартфонах], обеспечивает масштабируемое производство при низких затратах и по своим свойствам не уступает, а в некоторых случаях превосходит ниобат лития», — утверждают учёные.

Изготовление PIC на основе танталата лития происходит традиционным путём с использованием литографии в глубоком ультрафиолете с последующим травлением пластин. Этот метод может помочь Китаю уменьшить воздействие ограничений, в том числе экспортного контроля и санкций, введённых США и их ключевыми союзниками для ограничения доступа Китая к передовым чипам и производственному оборудованию.

Стартап Novel Si Integration Technology, созданный Шанхайским институтом, уже располагает возможностями для массового производства 8-дюймовых пластин из нового материала. «Наша работа прокладывает путь к масштабируемому производству недорогих и крупносерийных электрооптических PIC нового поколения», — уверен Оу Синь.

Тайваньская компания TSMC контролирует более половины мирового рынка услуг по контрактному производству чипов, её сильными соперниками исторически считались Samsung и UMC, но итоги первого квартала позволили китайской SMIC выйти на второе место в мире среди «чистокровных» контрактных производителей чипов. Intel и Samsung в этот рейтинг попасть не имеют права, поскольку являются вертикально интегрированными производителями чипов.

Источник изображения: SMIC

С неожиданной стороны на квартальную отчётность китайской SMIC решили посмотреть представители сайта Tom’s Hardware. Они утверждают, что эта компания со своей выручкой за первый квартал текущего года в размере $1,75 млрд вполне заслуживает права считаться вторым по величине выручки в мире «чистокровным» контрактным производителем после тайваньской TSMC. Правда, последняя в первом квартале выручила $18,87 млрд, поэтому разрыв между первым и вторым местом более чем десятикратный.

К слову, если всё-таки вернуть в этот рейтинг контрактные подразделения Intel и Samsung, то выяснится, что первое выручило по итогам квартала $4,4 млрд, а второе ограничилось $3,38 млрд. В таком варианте сравнения второе место среди контрактных производителей достаётся Intel, хотя эта компания основную часть выручки на данном направлении буквально передаёт «сама себе». Если учесть, что контрактное подразделение Intel в первом квартале сработало с $2,5 млрд чистых убытков, выгодным подобный бизнес для материнской корпорации пока признать невозможно. Выручку контрактного подразделения Samsung можно определить лишь по косвенным данным — в целях данного сравнения предполагалось, что в первом квартале текущего года она не превысила $3,38 млрд, и основная часть этих средств получена от других подразделений Samsung Electronics.

Среди «чистокровных» контрактных производителей SMIC ранее не столь успешно конкурировала с UMC, но теперь обошла её по выручке, поскольку этот представитель тайваньской полупроводниковой отрасли в первом квартале получил не более $1,71 млрд. GlobalFoundries и вовсе сократила выручку на 16 % по итогам первого квартала до $1,549 млрд.

SMIC удалось поднять выручку по итогам первого квартала в годовом сравнении на 19,7 % до $1,75 млрд, но выросшие чуть ли не в два раза до $2,235 млрд капитальные затраты таят серьёзную угрозу для прибыльности бизнеса компании. Выпуск чипов по передовой для SMIC 7-нм технологии дорого ей даётся, а потому даже рост выручки на этом основании не всегда способен обеспечить адекватную финансовую отдачу. Тем более, что конкуренты в Китае стараются сбивать цены на свои услуги, пытаясь переманить часть стратегически важных для SMIC заказов на десятки миллионов долларов США в квартал.

На квартальном отчётном мероприятии на прошлой неделе руководство SMIC сделало ряд заявлений, которые заслуживают отдельного упоминания. В частности, этот контрактный производитель чипов выразил опасения по поводу способности обострившейся конкуренции на китайском рынке негативно влиять на уровень цен. Кроме того, руководство SMIC считает, что после 2025 года экспансия производства чипов в мире будет происходить более сдержанными темпами.

Источник изображения: SK hynix

Генеральный директор SMIC Чжао Хайцзюнь (Zhao Haijun) заявил, что конкуренты компании на внутреннем китайском рынке снижают цены на свои услуги, чтобы переманить некоторых постоянных клиентов. В такой ситуации сама SMIC может терять десятки миллионов долларов упущенной выручки, если её стратегические клиенты будут переходить к конкурентам. В ближайшее время, по прогнозам руководства SMIC, средняя цена реализации продукции компании из-за этого будет падать каждый квартал, пусть и незначительно. Сама SMIC в текущем году собирается удержать капитальные затраты на прошлогоднем уровне — $7,5 млрд.

По прогнозам главы SMIC, после 2025 года темпы строительства новых предприятий по производству чипов во всём мире снизятся, поскольку игроки рынка будут стараться обезопасить себя от появления излишка мощностей. В текущем квартале SMIC рассчитывает увеличить выручку последовательно на 5–7 %. Аналитики Bloomberg Intelligence ожидают, что выручка SMIC от выпуска передовых чипов для флагманских смартфонов Huawei и ускорителей вычислений удвоится, но чистую прибыль это увеличит на единицы процентов, поскольку подобная сфера деятельности подразумевает высокие издержки на оборудование и не столь высокий уровень выхода годной продукции.

Планы по развитию полупроводниковой промышленности Южной Кореи характеризуются как длительными сроками реализации, так и высоким удельным весом частных инвестиций. Власти страны, тем не менее, стараются обеспечить профильному бизнесу стимулирующую поддержку, и уже готовы выделить $7,3 млрд на укрепление этой отрасли национальной экономики.

Источник изображения: Samsung Electronics

Об этом сообщает Bloomberg со ссылкой на пятничные заявления министра финансов Южной Кореи Чой Сан Мока (Choi Sang-mok). Они были сделаны во время встречи чиновника с южнокорейскими производителями материалов и оборудования для изготовления полупроводниковых компонентов. По его словам, корейское правительство изучает способы поддержания национальной полупроводниковой отрасли. Рассматриваются варианты так называемого частно-государственного партнёрства с привлечением финансовых ресурсов национального Банка развития Кореи и частных компаний. На поддержание отрасли может быть выделено до $7,3 млрд.

Конечно, эта сумма теряется на фоне ранних заявлений Samsung и SK hynix о намерениях вложить более $470 млрд в развитие комплекса предприятий по выпуску микросхем памяти на территории Южной Кореи. Правда, важно учитывать, что эта сумма будет потрачена постепенно до 2047 года, да ещё и может быть скорректирована к тому времени. Власти Южной Кореи до сих пор предпочитали предоставлять инвесторам разного рода налоговые льготы, воздерживаясь от субсидий как таковых.

Кстати, в опубликованном по инициативе отраслевой ассоциации SIA исследовании Boston Consulting Group перспективы развития южнокорейской полупроводниковой отрасли описываются не самыми радужными красками. Страна с высокой степенью вероятности укрепит свои позиции в сегменте производства микросхем памяти, но вот доля Южной Кореи на мировом рынке услуг по выпуску чипов с использованием передовой литографии (10 нм и тоньше) к 2032 году должна сократиться с 31 до 9 %. К тому моменту США перетянут на себя до 28 % такого производства, на долю Японии и Европы останутся 12 %, а Тайвань сократит свои позиции с 69 до 47 %.

При производстве памяти передовые техпроцессы обычно не используются, и в этом смысле Южная Корея сможет в массовом сегменте электроники укрепить свои позиции к 2032 году с 17 до 19 %. Страна утренней свежести будет уступать в этом смысле только Китаю с его 21 %. Прогресс Южной Кореи в сегменте техпроцессов от 10 до 28 нм будет довольно скромным, поскольку доля страны увеличится с 4 до 6 %, а вот техпроцессы грубее 28 нм сохранят для Южной Кореи неизменную долю в 5 % к 2032 году. Зато в производстве памяти страна продвинется с нынешних 52 до 57 % по линии DRAM, и с 30 до 42 % по линии NAND. Конечно, положительная динамика будет наблюдаться, но не совсем на тех направлениях, на которые рассчитывает та же Samsung Electronics, десятилетиями мечтающая снизить степень своей зависимости от рынка памяти с его цикличными перепадами цен.

В американской полупроводниковой отрасли не хватает квалифицированных специалистов, и это ощущается даже на этапе строительства объектов. Эксперты McKinsey выяснили, что существующие сотрудники американских предприятий полупроводниковой отрасли более чем в половине случаев склонны к смене работы в течение ближайших трёх или шести месяцев.

Источник изображения: Micron Technology

Эти данные, как сообщает Bloomberg, были получены представителями агентства McKinsey в результате социологического опроса сотрудников американских компаний полупроводниковой отрасли. В прошлом году доля желающих сменить место работы в течение ближайших трёх или шести месяцев превысила 50 %, тогда как в 2021 году она не превышала 40 %. Респонденты в качестве самой распространённой причины такого настроя называли отсутствие карьерного роста, на втором месте фигурировало отсутствие гибкости в организации работы.

Строительство предприятия TSMC в штате Аризона уже обнажило одну из проблем, с которыми сталкивается пытающаяся возродиться на новом уровне национальная полупроводниковая промышленность. Квалифицированных рабочих не хватает уже на уровне строительства, а для возведения подобных объектов требуются особые навыки. Если учесть, что смежные отрасли промышленности США переживают бум строительства новых объектов, то конкуренция за квалифицированных строителей будет только усиливаться.

Старение существующих кадров также является проблемой для полупроводниковой отрасли США. Около трети специалистов уже достигла возраста 55 лет. Сотрудники при этом начинают демонстрировать признаки недовольства условиями работы. По некоторым прогнозам, к 2030 году дефицит кадров в полупроводниковой отрасли США будет измеряться 70 000 позициями. Востребованы будут как строители специфического профиля, так и инженеры и техники, которые задействованы как при пуско-наладочных работах, так и при оперативном функционировании оборудования предприятий по выпуску чипов.

Сейчас программы подготовки кадров в США рассчитаны на выпуск 12 000 инженеров и 31 500 техников к 2029 году. Если учесть, что только одно передовое предприятие требует 1350 инженеров и 1200 техников, становится очевидной перспектива кадрового голода. К решению этой проблемы власти США и местный бизнес должны подходить более ответственно, как считают эксперты McKinsey.