Теги → 2 нм
Быстрый переход

Через две недели Intel расскажет о ситуации на производстве

Компания Intel объявила о проведении мероприятия Intel Accelerated, которое будет посвящено инновациям в области производства и упаковки полупроводниковых изделий в рамках стратегии IDM 2.0. Начало события запланировано на 27 июля на 00:00 по московскому времени (26 июля 14:00 по местному времени).

Intel

Intel

В опубликованном анонсе Intel приглашает присоединиться к онлайн-трансляции мероприятия, которое проведут генеральный директор компании Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) и доктор Энн Келлезер (Dr. Ann Kelleher), старший вице-президент Intel и генеральный менеджер по развитию технологий. «Они подробно расскажут о планах Intel в отношении технологических процессов и упаковки», — говорится в анонсе.

Можно предположить, что речь пойдёт о передовых техпроцессах компании Intel, которые придут на смену актуальному 10-нм SuperFin и Enhanced SuperFin — фирменном 7-нм техпроцессе, который, по словам Intel, будет максимально инновационным и продвинутым, лучше чем у других. Заметим, что Intel в последнее время проявляет амбиции стать крупным контрактным производителем чипов и обещает, что её решения будут лучше, чем у конкурентов в лице TSMC и Samsung. Что касается упаковки чипов, то по всей видимости речь пойдёт о развитии передовой схемы 3D-компоновки кристаллов Faveros.

Посмотреть трансляцию можно будет на сайте Intel.

UMC с партнёрами вложат $2,8 млрд в расширение 28-нм производства чипов

Тайваньский полупроводниковый производитель UMC объявил о планах расширения мощностей на своей фабрике Fab 12A по обработке 300-мм кремниевых пластин в Тайваньском научном парке Тайнань. Расширение производства будет проходит в рамках 6-й очереди (P6) с помощью привлечения инвестиций со стороны нескольких ведущих мировых клиентов (каких именно — не сообщается).

В соответствии с новым соглашением клиенты внесут средства, которые долгосрочно гарантируют им доступ к производству на P6 по заранее заданным ценам. Такое сотрудничество поможет UMC быстрее расти и достигать долгосрочных целей по прибыльности. Окончание работ по расширению производства запланировано на второй квартал 2023 года, при этом общий объем инвестиций составит 100 млрд тайваньских долларов ($2,8 млрд).

Кстати, в 2021 году капитальные вложения UMC составят ещё $1,5 млрд, причём основная часть средств направлена на оборудование для завода Fab 12A P5, расположенного близко к P6. Стоит сказать, что в случае с P5 и P6 речь идёт, прежде всего, о расширении уже обкатанных 28-нм полупроводниковых мощностей, которые в перспективе можно будет обновить вплоть до 14 нм. Компания отдельно отметила, что здания под мощности P6 уже возведены, что ускорит работы. Нынче даже довольно устаревшие 28-нм нормы, которые используются для массы различной электроники, в дефиците.

UMC работает в научном парке Тайнань с ноября 1999 года — тогда Fab 12A была создана как первая тайваньская фабрика, использующая 300-мм пластины. В настоящее время Fab 12A выпускает около 90 тысяч 300-мм кремниевых пластин в месяц, а в 2021 году производство на P5 будет дополнительно расширено на 10 тысяч единиц. Проект P6 добавит ещё 27,5 тысяч ежемесячно выпускаемых кремниевых пластин. UMC планирует нанять дополнительно 1000 сотрудников для поддержки этой и других областей деятельности компании.

TSMC рассказала о перспективных техпроцессах: 2 нм — в разработке, 3 нм и 4 нм — на пути к производству в 2022 году

TSMC — крупнейший в мире контрактный производитель чипов с почти 500 клиентами. Компания может обслуживать почти любого клиента с практически любыми требованиями. При этом она должна опережать всех конкурентов как с точки зрения возможностей, так и технологий. Объёмы производства TSMC вряд ли кто-то оспорит в ближайшие годы. В отношении освоения передовых норм N2, N3 и N4 у компании тоже всё идёт по плану.

В начале этого года TSMC значительно увеличила свой бюджет капитальных затрат на 2021 год до $25–28 млрд, а теперь дополнительно увеличила его примерно до $30 млрд в рамках своего трёхлетнего плана потратить $100 миллиардов на развитие производства, исследования и разработку.

Около 80 % из $30-млрд бюджета TSMC в этом году будет потрачено на расширение мощностей под передовые технологии вроде 3-нм, 4/5-нм и 6/7-нм. Аналитики из China Renaissance Securities полагают, что бо́льшая часть денег, выделенных на передовые нормы, будет использована для расширения мощностей N5 до 110–120 тысяч кремниевых пластин в месяц (WSPM) к концу года.

TSMC была первой компанией, которая начала крупносерийное производство (HVM) чипов с использованием технологии N5 (5 нм) в середине 2020 года. Первоначально этими услугами пользовались лишь две компании — Apple и Huawei HiSilicon. Поставки для последней прекратились 14 сентября, что оставило Apple все передовые мощности. К настоящему времени всё больше клиентов готовы начать печатать чипы по нормам N5, поэтому внедрение этого техпроцесса нарастает. TSMC говорит, что использовать технологии семейства N5 (включая N5, N5P и N4) планирует больше клиентов, чем ожидалось всего несколько месяцев назад.

Производитель прогнозирует, что по итогам 2021 года N5 принесёт ей уже около 20 % всех доходов от выпуска кремниевых пластин. TSMC наблюдает больше заинтересованности со стороны клиентов в отношении 5-нм и 3-нм норм, чем это было в отношении 7-нм на аналогичном этапе. Компания ожидает, что спрос на N5 будет лишь расти в ближайшее время за счёт смартфонов и высокопроизводительных решений.

Интерес к TSMC N5 неудивителен: аналитики из China Renaissance подсчитали, что техпроцесс может предложить около 170 миллионов транзисторов на квадратный миллиметр (МТр/мм2) — это самые высокоплотные нормы на сегодня. Для сравнения: Samsung 5LPE может похвастать плотностью около 125–130 МТр/мм2, а 10-нм нормы Intel — около 100 МТр/мм2.

В ближайшие недели TSMC собирается начать производство чипов с использованием улучшенной версии своей 5-нм технологии под названием N5P, которая обещает увеличение частоты до 5 % или снижение энергопотребления до 10 % (при той же сложности кристалла). Технология не требует значительных инвестиций в инженерные ресурсы или более длительного времени цикла проектирования, поэтому любой клиент TSMC, у кого уже есть чипы N5, может печатать их с помощью N5P.

Семейство технологий TSMC N5 также включает в себя техпроцесс N4 (4 нм) — с его помощью первые чипы начнут печататься в конце этого года, а массовое производство ожидается в 2022 году. Эта технология призвана обеспечить дополнительные преимущества в отношении энергопотребления, производительности и плотности по сравнению с N5, но сохранить те же принципы дизайна, инфраструктуру проектирования, программы моделирования SPICE. Между тем, поскольку в N4 ещё сильнее расширяется использование инструментов литографии в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUV), он обеспечит сокращение количества маскирующих слоёв, этапов производства, а, следовательно, рисков и затрат.

В 2022 году крупнейший в мире контрактный производитель чипов запустит и свой совершенно новый производственный процесс — N3 (3 нм), который будет продолжать использовать транзисторы FinFET. По сравнению с текущим техпроцессом N5, он обещает рост производительности на 10–15 % (при той же мощности и сложности) или снижение энергопотребление на 25–30 % (при той же частоте и сложности). Новые нормы также увеличат плотность размещения транзисторов в 1,1–1,7 раза в зависимости от структур (1,1X — для аналоговых, 1,2X — для SRAM, 1,7X — для логики).

N3 ещё увеличит количество слоёв EUV, но всё же продолжит использовать литографию в глубоком ультрафиолетовом диапазоне (DUV). Кроме того, поскольку технология продолжит использовать транзисторы FinFET, она не потребует нового поколения инструментов автоматизации электронного проектирования (EDA), переработанных с нуля, и разработки совершенно новых чипов, что может стать конкурентным преимуществом по сравнению с норами 3GAE на основе транзистора GAAFET/MBCFET от Samsung. Рисковое производство запланировано на 2021 год, а массовое — на вторую половину 2022 года.

Структура транзисторов GAAFET (gate-all-around FET) по-прежнему остаётся в планах развития TSMC. Ожидается, что компания будет использовать новый вид транзисторов в следующем за N3 важном техпроцессе (предположительно, N2, 2 нм). Примечательно, что TSMC расширяет возможности для проведения исследований и разработок на предприятии Fab 12, где в настоящее время ведутся работы над N3, N2 и более продвинутыми техпроцессами.

Основной источник доходов TSMC — 7-нм техпроцесс, а 20-нм уже отправлены на покой

TSMC раскрыла свои полные финансовые результаты за I квартал 2021 года. Одним из важнейших показателей является разбивка доходов по техпроцессам. Стоит учитывать, что передовые технологические нормы стоят дороже за отдельную пластину, но в целом разбивка показывает, на что приходится сейчас ключевой спрос на рынке. Как, возможно, и следовало ожидать, 7-нм нормы занимают первое место, однако есть и другие интересные цифры.

Что же приносит основную выручку? В первом квартале 2021 года почти 50 % всех доходов компании пришлось на 7-нм и 5-нм нормы. За отчётные три месяца 7-нм нормы формировали 35 % всех доходов, а 5-нм — 14 %. В течение последних нескольких кварталов компания сообщала о почти полной загрузке 7-нм мощностей из-за возросшего спроса. Стоит сказать, что более современные техпроцессы, как правило, используются в связке с передовыми технологиями упаковки чипов вроде CoWoS, что тоже подстёгивает прибыль.

Доходы от 16-нм техпроцессов снижаются: в настоящее время их доля опустилась ниже 15 % в общем котле. Сегодня на выпуске массы 16-нм чипов TSMC зарабатывает столько же денег, что и на относительно небольшом количестве 5-нм. Примерно столько же средств приносят компании 90-нм и более древние технологические нормы. Любопытно, что 10-нм и 20-нм нормы приносят настолько мало доходов (близко к 0 %), что ими уже можно пренебречь — жизненный цикл этих техпроцессов подошёл к концу.

Тем не менее, спрос на старые технологические нормы по-прежнему велик: 28-нм и более грубые нормы формируют 37 % выручки, то есть больше, чем 7-нм. Многие фундаментальные чипы всё ещё требуют таких техпроцессов: это и высоковольтные компоненты, и кристаллы с высокими тепловыми нагрузками, и решения с длительным жизненным циклом, и чипы повышенной надёжности, и радиочастотные решения, и так далее.

Intel подтвердила, что некоторые процессоры для неё будет делать TSMC

Компания Intel подтвердила, что в будущем начнёт размещать заказы на выпуск передовых чипов на мощностях сторонних производителей, таких как TSMC. Сейчас Intel производит 80 % продукции самостоятельно, отдавая на аутсорс лишь недорогие и второстепенные изделия. В течение ближайших двух-трёх лет это изменится  — TSMC будет доверена не только будущая графика Intel, но и центральные процессоры.

На прошедшем предыдущей ночью мероприятии «Intel Unleashed: Engineering the Future» руководитель компании Пэт Гелсингер раскрыл некоторые планы по выпуску будущих процессоров и пообещал, что в 2023 году на рынке станут доступны клиентские модульные процессоры Meteor Lake, построенные с применением собственного 7-нм техпроцесса Intel. Однако, судя по всему, это  — не единственный процессор Intel для ПК, который увидит свет в этот период. Одновременно с Meteor Lake Гелсингер упомянул и некие неназванные производительные клиентские процессоры, которые будут изготавливаться на заводах TSMC по передовым технологическим нормам.

Как было сказано на мероприятии, Intel собирается расширять сотрудничество со сторонними производителями, на фабриках которых сегодня уже выпускаются отдельные виды продукции Intel  — от коммуникационных и сетевых контроллеров, до графики и наборов системной логики. Гелсингер отметил, что с 2023 года Intel начнёт активнее сотрудничать с внешними подрядчиками для изготовления некоторых модульных чипов, используемых в клиентских и серверных процессорах, на основе самых передовых технологий. Такой подход должен будет помочь Intel в следовании намеченным планам, а также в оптимизации себестоимости и производительности перспективных продуктов.

«В рамках дорожной карты на 2023 год мы будем использовать наши отношения с TSMC, чтобы предоставить клиентам […] дополнительные передовые процессорные продукты. В этом сила нашей новой модели IDM 2.0 в сочетании с модульным подходом к дизайну и ведущими в отрасли технологиями упаковки Intel»,  — сказал Гелсингер.

Стоит отметить, что ранее уже было известно о намерении Intel доверить TSMC производство некоторых графических продуктов, например, ожидаемого игрового графического ускорителя Xe HPG, который будет выпускаться по 7-нм техпроцессу. Однако теперь становится ясно, что одной только графикой дело не ограничится  — тайваньская полупроводниковая кузница будет делать для Intel и некоторые высокопроизводительные процессоры.

На данный момент неизвестно, о каких конкретно процессорах идёт речь. Но в 2023 году, когда у Intel будет готов к массовому производству чипов собственный 7-нм техпроцесс, TSMC сможет предлагать заказчикам 3-нм нормы. Как следует из обещаний тайваньской компании, массовое производство 3-нм чипов она запустит во второй половине 2022 года.

Японцы разработают оборудование для производства 2-нм чипов к середине десятилетия

«Невидимая рука рынка» убрала японских производителей оборудования и чипов с позиций мировых технологических лидеров. Власти страны намерены помочь своим компаниям вернуть былую славу. Правительство согласилось поддержать деньгами национальный проект по разработке оборудования для производства чипов с нормами 2 нм и меньше. Это может стать заделом на технологическое первенство японских компаний во второй половине текущего десятилетия.

На производстве Tokyo Electron. Источник изображения: Tokyo Electron

На производстве Tokyo Electron. Источник изображения: Tokyo Electron

В основе проекта лежит сотрудничество трёх японских разработчиков и производителей промышленного оборудования: компаний Canon, Tokyo Electron и Screen Semiconductor Solutions. Первая известна своими литографическими сканерами и другими устройствами, вторая также специализируется на литографическом оборудовании, но не ограничивается этим, а третья выпускает оборудование для подготовки кремниевых подложек — для шлифовки, нанесения покрытий и другого.

Часть средств в размере 42 млрд иен ($386 млн) для проекта предоставит японское Министерство экономики, торговли и промышленности (METI). Интересно отметить, что названная японская тройка партнёров намерена получить технологическую поддержку со стороны компаний Intel и TSMC. Помощь от второй компании сомнений в своей пользе не вызывает, но Intel в последние десять лет ощутимо сдаёт позиции с точки зрения технологического лидера.

На предоставленные средства и с помощью средств компаний планируется создать опытную производственную линию для разработки техпроцессов и оборудования с нормами от 2 нм и ниже. Произойдёт это через три-четыре года или позже. Техпроцесс с нормами 3 нм, напомним, компании Samsung и TSMC планируют внедрить в производство в следующем году.

Intel починила 7-нм техпроцесс: десктопный 7-нм процессор Meteor Lake выйдет в 2023 году

На прошедшем ночью мероприятии «Intel Unleashed: Engineering the Future» новый генеральный директор Intel Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) сделал несколько ключевых анонсов про 7-нм технологию, разрабатываемую в стенах компании. Суть заявлений сводится к тому, что Intel смогла решить все основные проблемы, которые ранее привели к неприятным задержкам в выпуске 7-нм продуктов, и теперь внедрение этого техпроцесса движется в полном соответствии с планом.

Гелсингер объявил, что основную массу продуктов Intel продолжит выпускать на собственных фабриках. Настройка 7-нм технологии продвигается хорошо: компании удалось решить возникшие ранее трудности за счёт более активного использования литографии в сверхжёстком ультрафиолетовом излучении (EUV), что в целом упростило и стабилизировало технологию.

Было объявлено, что первым продуктом, который начнёт выпускаться с применением нового 7-нм техпроцесса, станет настольный процессор с кодовым именем Meteor Lake. Литографические маски для выпуска 7-нм кристалла с его «вычислительной частью» будут переданы на производство уже во втором квартале этого года, после чего начнётся процесс выращивания кристаллов, а затем их тестирования. При этом поставки серийных партий Meteor Lake клиентам намечены на 2023 год.

В рассказе о Meteor Lake, Intel явно упомянула, что этот продукт будет построен из нескольких полупроводниковых кристаллов, собранных в единое целое с помощью фирменных технологий, например, при помощи вертикальной 3D-компоновки Foveros. Также было сказано, что подобные методы будут находить широкое применение в разнообразных будущих продуктах. Это позволит комбинировать их из разных составных частей и легко адаптировать под нужды различных заказчиков.

Попутно Intel не отказывается от сотрудничества со внешними подрядчиками и рассчитывает расширить отношения со сторонними производителями полупроводников такими как TSMC, Samsung, GlobalFoundriers и UMC. Как было объявлено, Intel планирует передавать партнёрам заказы на производство отдельных модульных компонентов по наиболее передовым технологическим процессам. Затем они будут становиться составными частями продуктов Intel как для клиентского, так и для серверного рынков, начиная с 2023 года. Использование передовых технологий подрядчиков совместно с собственной 7-нм технологией позволит Intel оптимизировать продукцию по стоимости, производительности и срокам выхода, что Гелсингер в своём выступлении назвал конкурентным преимуществом вверенной ему компании.

Intel расскажет об освоении будущих техпроцессов 23 марта

Компания Intel объявила о проведении на следующей неделе мероприятия под названием Intel Unleashed: Engineering the Future (Intel Unleashed: проектирование будущего). Мероприятие запланировано на будущий вторник, 23 марта, с 22:00 до 23:00 по московскому времени.

В анонсе мероприятия указано, что генеральный директор Intel Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) расскажет о «новой эре инноваций и технологического лидерства Intel». Нельзя наверняка сказать, что именно скрывается за данной формулировкой, но мы предполагаем, что речь пойдёт о перспективных технологических процессах Intel.

Как известно, Intel уже довольно давно испытывает трудности с освоением новых техпроцессов. Компания очень сильно задержала выпуск 10-нм техпроцесса, да и на текущий момент он используется только в мобильном сегменте, а серверные и настольные чипы продолжают выпускаться по 14-нм нормам. Также не просто даётся Intel освоение 7-нм техпроцесса, но компания не намерена бросать это дело.

Выход первых 7-нм продуктов Intel намечен на 2023 год, однако при этом ходят слухи, что их выпуск компания поручит стороннему производителю, так как не сможет освоить указанную технологию к назначенному времени. Во время вступления в должность Гелсингер заявил, что он уверен в том, что «большая часть продуктов Intel 2023-го года будет производиться самой компанией».

Однако вместе с тем он добавил, что ему нужно время, чтобы изучить положение дел с освоением 7-нм техпроцесса. Мы предполагаем, что теперь Гелсингер вник в суть вопроса и готов поделиться подробностями с широкой общественностью.

Samsung успешно создала 3-нм чип на совершенно новых транзисторах: быстрее, экономичнее, плотнее

Компания Samsung сообщила о создании опытного 256-Мбит массива памяти SRAM с использованием 3-нм техпроцесса и совершенно новых транзисторов MBCFET. Образец позволил подтвердить характеристики будущего техпроцесса. Тем самым Samsung от теории шагнула к практике и можно рассчитывать, что 3-нм производство полупроводников она запустит уже в следующем году.

Эволюция транзисторов. Источник изображения: Samsung

Эволюция транзисторов. Источник изображения: Samsung

Следует сказать, что аббревиатура MBCFET (multi-bridge channel FET) в названии нового типа транзисторов — это зарегистрированная торговая марка Samsung. В широком смысле это так называемые транзисторы GAAFET с кольцевым или всеохватывающим затвором, когда канал или несколько каналов транзистора окружены затвором со всех четырёх сторон.

Эта концепция была представлена ещё в 1988 году и хорошо изучена теоретически, но повод перейти на эту структуру появился лишь сейчас, поскольку ставшие классическими FinFET-транзисторы с вертикальными рёбрами-плавниками перестают нормально работать с технологическими нормами менее 5 нм. В случае дальнейшего наращивания производительности и снижения потребления с одновременным уменьшением физических размеров транзисторов (в процессе снижения технологических норм) управлять транзисторными каналами становится сложнее. Поэтому увеличение площади контакта между затвором и каналом за счёт полного охвата канала является простым выходом из ситуации, который, что очень важно, позволяет выпускать новые транзисторы на прежнем оборудовании.

Источник изображения: Samsung

Источник изображения: Samsung

Добавим, важным новшеством при производстве чипов на транзисторах MBCFET (GAAFET) станет возможность задавать ширину каналов-наностраниц, а также их число в составе каждого транзистора, для каждого отдельного случая. Например, для более производительной логики ширину наностраниц можно увеличить, а для блоков с низким потреблением уменьшить.

Более того, появляется возможность настолько гибкого проектирования, что даже в отдельно взятой шеститранзисторной элементарной ячейке SRAM часть транзисторов можно создать с широкими наностраницами-каналами, а часть с узкими. Именно это Samsung продемонстрировала при создании опытного 256-Мбит 3-нм массива SRAM. Измерения показали, что переход на ячейку со смешанными транзисторами на ровном месте снизил напряжение записи на 256 мВ.

Источник изображения: Samsung

Управлять шириной наностраниц-каналов проще, чем добавлять новые рёбра в транзисторах FinFET. Источник изображения: Samsung

Наконец, компания подтвердила способность добиться новых уровней производительности и эффективности. Так, по сравнению с 7-нм техпроцессом 7LPP скорость работы 3-нм MBCFET транзисторов выросла до 30 % (при одинаковом уровне потребления и сложности), а при работе на одинаковых частотах и той же сложности потребление снизилось до 50 %. Рост плотности транзисторов в смешанной схеме (SRAM плюс логика) составил до 80 %.

Китайская Loongson скоро начнёт поставки 12-нм процессоров на архитектуре MIPS

С некоторой задержкой стартуют поставки 12-нм процессоров китайской компании Loongson. Новейшие четырёхъядерные процессоры Loongson 3A5000 ожидались в конце прошлого года. Пандемия и связанные с ней ограничения помешали выполнить заявленные планы, хотя серверные версии процессоров — 16-ядерные Loongson 3C5000 — появятся по ранее утверждённому расписанию.

28-нм четырёхъядерный процессор

28-нм четырёхъядерный процессор Loongson 3A4000

О скором появлении новой продукции сегодня сообщил представитель компании Union Tech, которая разрабатывает национальную китайскую операционную систему Unity (UOS). Процессоры Loongson на архитектуре MIPS также поддерживают эту операционную систему, а информацией о скорой доступности продуктов на 12-нм CPU Loongson с коллегами поделился на совместном семинаре вице-президент Loongson Чжан Гэ (Zhang Ge).

Также присутствующие на семинаре высшие представители китайского хайтека выразили надежду, что компания Loongson присоединится к консорциуму разработчиков вычислительных систем с открытым кодом. Китаю необходимо создавать собственную экосистему решений с открытым кодом и вклад Loongson может стать для этого существенным подспорьем.

В этом месте следует вспомнить недавнее интересное событие или совпадение. Компания MIPS, чьи архитектуры или системы команд в своё время были приобретены китайской Loongson, совершила разворот в сторону открытой архитектуры RISC-V. Сложилось впечатление, что архитектуру MIPS решено дальше не развивать. Будет любопытно узнать, в сторону каких открытых решений направится Loongson и связано ли это с разворотом компании MIPS?

Возвращаясь к 12-нм Loongson, добавим, сохраняется интрига — где производятся эти процессоры? Скорее всего, это происходит на мощностях компании TSMC. Компании GlobalFoundries и Samsung вряд ли стали бы связываться с китайским разработчиком, который отрыто работает на оборонные и государственные структуры Китая. Но и работа с TSMC — это ходьба по лезвию санкционного ножа.

По качеству производства 14-нм чипов китайская SMIC догнала TSMC

Крупнейший в Китае контрактный производитель полупроводников — компания SMIC — добилась такого же качества производства чипов по 14-нм техпроцессу, которым обладает TSMC для аналогичных норм (12- и 16-нм). Уровень выхода годной продукции с 14-нм линий SMIC теперь составляет 90–95 %. Снижение уровня брака, как нетрудно понять, влияет на себестоимость продукции, и теперь китайцы по этому показателю идут на уровне лучших мировых производителей.

Источник изображения: Reuters

Источник изображения: Reuters

Также источник сообщает, что загрузка производственных линий компании практически полная, но в свете дефицита полупроводников почти всего спектра продукции это неудивительно. Самое главное, что было подтверждено в последние дни, компания SMIC и её поставщики получили экспортную лицензию на завоз в Китай промышленного оборудования для выпуска 14- и 28-нм продукции. Запрет остался только для оборудования, которое относится к литографии в диапазоне EUV, а это барьер на пути 5- и 3-нм производства в Китае.

Руководство SMIC утверждает, что компания разработала все ключевые технологии для выпуска 5- и 3-нм полупроводников. Как только у компании появится EUV-оборудование, она сможет начать выпуск чипов по этим нормам, а пока SMIC готовится к пробному производству 7-нм продукции. Для этого, к счастью, сканеры EUV не обязательны. Запуск опытного 7-нм производства компания начнёт уже в апреле этого года — всего через несколько недель.

TSMC удвоит производство 5-нм чипов в этом году

Ранее TSMC сообщила о планах по увеличению своих капитальных вложений до $25–28 млрд в 2021 году, причём многие отраслевые наблюдатели связывали это с развитием 3-нм мощностей в рамках подготовки к производству процессоров для Intel и других крупных заказчиков. Но, согласно прогнозу China Renaissance Securities, это не совсем так.

В настоящее время 5-нм мощности TSMC (N5) позволяют выпускать 55–60 тысяч кремниевых пластин в месяц. Учитывая тот факт, что TSMC больше не может обслуживать заказы Huawei HiSilicon, основным и крупнейшим заказчиком чипов N5 является Apple, которая использует эту технологию для производства своих новейших однокристальных систем A14 Bionic и M1. Apple является одним из ключевых клиентов TSMC, который имеет ранний доступ к новейшим технологическим процессам и одним из первых использует новейшие узлы.

Позже в этом году другие клиенты TSMC, такие как AMD и Qualcomm, по прогнозам, начнут использовать N5, и именно тогда спрос на эту технологию значительно возрастёт. Согласно данным аналитиков, стремясь удовлетворить спрос на свои 5-нм нормы в 2021-м и в последующие годы, TSMC потратит львиную долю своих капитальных вложений на расширение мощностей N5.

Специалисты China Renaissance считают, что TSMC увеличит свои мощности N5 вдвое до 110–120 тысяч пластин в месяц. Другими словами, к концу года TSMC будет иметь огромную фабрику, специализирующуюся исключительно на 5-нм техпроцессах, среди которых на данный момент N5, N5P и N4. Все эти процессы будут использоваться в течение многих лет.

Ещё одним техпроцессом, рассчитанным на многолетнюю работу, станет N3 (3 нм). По сравнению с N5 процесс N3, как ожидается, обеспечит повышение производительности до 15 % (при том же энергопотреблении и количестве транзисторов) или снижение энергопотребления на 30 % (при той же частоте и количестве транзисторов), а также позволит на 20 % повысить плотность SRAM и на 70 % — плотность логики. TSMC ожидает, что тестовое производство по нормам N3 начнётся в этом году, а массовое — во второй половине 2022 года. TSMC говорит, что интерес к 3-нм техпроцессу выше, чем интерес к 5- и 7-нм на той же стадии разработки (то есть за пять-шесть кварталов до официального запуска). В этом году компания построит пилотную линию N3 мощностью около 10–15 тысяч пластин в месяц.

Нормы 3- и 5-нм техпроцесса используют исключительно литографию в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUV). Чтобы расширить мощности N5 и оборудовать завод N3, TSMC необходимо будет закупить множество сканеров ASML Twinscan NXE. Калибровка инструментов EUV занимает около шести месяцев, поэтому планы расширения TSMC должны быть очень точными, чтобы оборудование было готово именно тогда, когда потребуется.

Основная неопределённость для TSMC (и в значительной степени для полупроводниковой промышленности в целом) сегодня — это планы Intel по печати чипов на стороне. Intel говорила о намерении передать TSMC заказы на производство некоторых графических ускорителей и однокристальных систем — считается, что речь идёт о 5- или 7-нм нормах. Тем не менее, неясно, намерена ли Intel передать производство своих высокопроизводительных центральных процессоров TSMC.

С точки зрения плотности транзисторов 10-нм техпроцесс Intel (~100 МТ/мм2) сравним с технологией TSMC N7+ (~115 МТ/мм2), но собственные нормы Intel могут быть удобнее компании, поскольку её процессоры были адаптированы для этого производства. Между тем, 5-нм техпроцесс у TSMC имеет значительное преимущество с точки зрения плотности транзисторов (~170 МТ/мм2) — это трудно игнорировать, особенно когда речь идёт о графических процессорах. 7-нм нормы Intel будут готовы лишь в 2023 году, но и тогда они будут отставать от TSMC N5. Поэтому для Intel будет иметь смысл передать часть своих продуктов на аутсорсинг TSMC.

Хотя с финансовой точки зрения для Intel имеет смысл использовать производственные мощности TSMC для создания своих продуктов и сэкономить на капитальных вложениях, при этом концентрируясь на архитектурных инновациях, это может быть не лучшим планом в долгосрочной перспективе. Если Intel сейчас не догонит TSMC, то может отстать навсегда. У тайваньского производителя уже имеется больше опыта в области литографии EUV. Вдобавок, компания уже начинает задавать стандарты в экосистеме EUV.

TSMC поставила рекорд по выручке в 2020 году и удвоит 5-нм производство в 2021 году

Согласно сообщениям тайваньской прессы, TSMC увеличит свои капитальные затраты в этом году до $22 миллиардов долларов. Это на 30 % больше, чем в 2020 году — компания всерьёз намерена укреплять своё лидерство на рынке производства полупроводниковых чипов с помощью освоения передовых норм.

Эта оценка выше, чем предполагали ранее аналитики: из-за высоких затрат на приобретение оборудования для литографии в крайнем ультрафиолетовом диапазоне (EUV) ожидалось, что TSMC выделит $20 млрд на капитальные затраты в 2021 году. При этом бо́льшая часть затрат, как ожидается, будет направлена на расширение 5-нм производства, налаживание массового 3-нм производства, а также исследования и разработку 2-нм норм.

Использование лазеров при литографии в крайнем ультрафиолете

Использование лазеров при литографии в крайнем ультрафиолете

Любопытно, что, согласно оценкам инвестиционного банка Morgan Stanley, TSMC получит в декабре доходы в размере 130,5 млрд тайваньских долларов ($4,6 млрд). Если оценка справедлива, то это новый месячный рекорд TSMC. В целом в 2021 году, по оценкам банка, TSMC заработает 1,5 триллиона тайваньских долларов ($53,4 млрд), на 13 % больше, чем в 2020 году.

Тайваньская пресса также сообщает, что в настоящее время TSMC производит порядка 60 тысяч 5-нм кремниевых пластин в месяц, и TSMC, как ожидается, нарастит их выпуск до 100 000 единиц в месяц во второй половине 2021 года. Кроме того, сообщается, что при запуске массового 3-нм производства объёмы составят 10–30 тысяч пластин в месяц.

TSMC намерена сообщить официальные данные о своей финансовой деятельности в IV квартале 2020 года уже на следующей неделе в четверг.

Intel рассказала о стремительном расширении 10- и 14-нм производства и даже показала стройки на видео

После серии сообщений, будто Intel рассматривает возможность передачи части своих производственных задач сторонним компаниям, американский производитель чипов объявил, что существенно увеличивает свои производственные мощности в ответ на «беспрецедентный спрос».

Завод Intel в израильском Кирьят-Гате (Hertzel Yosef)

Завод Intel в израильском Кирьят-Гате (Hertzel Yosef)

По заявлению компании, она в последнее время расширила объёмы массового производства 10- и 14-нм чипов на своих заводах в Аризоне, Орегоне и Израиле на 25 %. Завод Intel в Кирьят-Гате, где компания производит 10-нм чипы, в настоящее время работает при полной загрузке, а на нём трудятся 4900 человек.

«За последние три года мы удвоили объёмы [10-нм и 14-нм] производства в пересчёте на кремниевые пластины. Это были значительные инвестиции, и мы не прекращаем двигаться вперёд… Мы продолжаем инвестировать в производственные мощности, чтобы не отставать от растущих потребностей наших клиентов, — сказал старший вице-президент и руководитель по производству и операциям Intel Кейван Эсфарджани (Keyvan Esfarjani). — Прогресс в области 10-нм производства идёт довольно хорошо. У нас есть три крупных производственных предприятия, которые работают на полную мощность, чтобы лучше и быстрее обслуживать наших клиентов».

В видео, прилагаемом к сообщению, старший вице-президент Intel и руководитель по развитию технологий Энн Келлехер (Ann Kelleher) сказала, что в настоящее время дополнительное расширение производственных линий требует возведения новых заводов, и это происходит. На видео, которое явно ориентировано на нервных инвесторов, показано, как Intel строит новые предприятия наряду с устройством текущих производств и выступлением специалистов компании:

Intel также сообщила, что в последние годы были найдены новаторские способы увеличения доли выхода годных кристаллов на существующих мощностях (неудивительно, принимая во внимание, сколько лет 14-нм нормы остаются у Intel ведущими, постоянно улучшаясь). Широко разрекламированное внедрение 10-нм техпроцесса SuperFin — ещё одна гордость Intel. В компании говорят, что это технологическое усовершенствование позволило сделать крупнейшее за всю историю Intel улучшение в рамках одного поколения производственных норм, а повышение производительности из-за SuperFin сопоставимо с переходом на техпроцесс следующего поколения.

Всё это звучит обнадёживающе, однако в январе ожидается анонс новых семейств настольных процессоров компании с кодовыми именами Rocket Lake-S и Comet Lake-S Refresh. И эти решения будут по-прежнему 14-нм, хотя в случае с Rocket Lake они получат новую архитектуру, которая обещает двузначный процентный прирост производительности за счёт увеличения числа выполняемых за такт инструкций. Но это не далось бесплатно: будущий флагман Core i9-11900K будет лишь 8-ядерным в отличие от 10-ядерного Core i9-10900K в предыдущем семействе Comet Lake-S.

Минг-Чи Куо: Apple снижает долю загрузки 5-нм мощностей TSMC, но это не связано с низким спросом на iPhone 12

Котировки акций поставщиков Apple снизились после прогнозов о том, что Apple в первом квартале 2021 года загрузит «лишь» 80 % 5-нм мощностей TSMC вместо 100 % в IV квартале уходящего года. Считается, что это вызвано относительно низким спросом на серию iPhone 12. Однако известный аналитик TF Securities Минг-Чи Куо (Ming-Chi Kuo) считает, что не всё так однозначно.

По его словам, рынок не должен уделять слишком много внимания тому, какая часть 5-нанометрового производства TSMC используется Apple. Изменения в объёмах производства Apple скорее вызваны сезонностью, нежели низким спросом на iPhone 12. В аналитической заметке для инвесторов аналитик пишет, что было бы чрезмерно оптимистично полагать, что загрузка 5-нм мощностей TSMC со стороны Apple в первом квартале 2021 года будет на том же уровне в 100 %. «Если падение акций было вызвано ошибочными ожиданиями, их цена, вероятно, вскоре снова возрастёт», — предполагает господин Куо.

Выкладки TF Securities показывают, что на деле заказы Apple на компоненты для iPhone 12 на первый квартал 2021 года будут немного выше (на 3–5 %), чем за тот же период годовой давности. А во втором квартале 2021 года Apple, по оценкам аналитиков, должна поставить на рынок не менее 45 миллионов смартфонов — значительно больше, чем 36 миллионов единиц во втором квартале 2020 года.

Более того, Минг-Чи Куо уверяет, что спрос на серию iPhone 12 Pro оказался значительно выше, чем ожидалось. Из-за этого образовался дефицит модулей камер, время выполнения заказа которых у единственного поставщика — Sony — составляет до 14 недель. Аналитик ожидает, что в ближайшей перспективе будет сохраняться некоторый дефицит флагманских iPhone. В целом, согласно данным TF Securities, общая динамика интереса потребителей к iPhone по-прежнему выше, чем к аппаратам Android, и спрос на смартфоны Apple пока не ослабевает.

Такое изменение в загрузке 5-нм производственных мощностей вряд ли повлияет и на выручку TSMC. В октябре финансовые результаты показали, что только 8 % от общей выручки по кремниевым пластинам приходятся на 5-нм заказы. Вдобавок неиспользуемые Apple мощности можно загрузить заказами других производителей.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥