Три года назад европейские власти утвердили локальный «Закон о чипах», который, по примеру американского, предусматривал выделение субсидий на строительство в Европе предприятий по производству чипов. Шестым получателем этих субсидий должна стать компания Infineon, которая построит в Германии многопрофильное предприятие по выпуску интегральных микросхем и силовой электроники.

Источник изображения: Infineon Technologies

При общем бюджете строительства в Дрездене около 3,5 млрд евро Infineon может претендовать на 920 млн евро субсидий, но при этом на неё возлагаются определённые обязательства в отношении Еврокомиссии. Во-первых, если в регионе возникнет дефицит определённых полупроводниковых компонентов, Infineon должна будет отдавать приоритет их производству под надзором властей ЕС. Во-вторых, она должна будет вкладывать средства в разработку передовых полупроводниковых компонентов на территории региона. Кроме того, Infineon обязуется предоставлять местным исследовательским лабораториям доступ к своим производственным мощностям для выпуска прототипов полупроводниковых компонентов.

На предприятии Megafab-DD в Дрездене, как ожидается, Infineon в разных пропорциях сможет выпускать либо силовую электронику для применения в сфере производства электромобилей и бытовой техники, либо микросхемы, ориентированные на работу как с цифровым, так и аналоговым сигналом. Основными потребителями продукции будущего предприятия Infineon в Дрездене должны стать клиенты из автомобильной промышленности, сегмента бытовой электроники и промышленной автоматизации.

Перед этим Еврокомиссия уже одобрила выделение субсидий для компании STMicroelectronics, собирающейся построить два предприятия во Франции и Италии, одно из которых будет управляться совместно с GlobalFoundries. Кроме того, первая из компаний построит в Италии предприятие по выпуску кремниевых пластин. Infineon одновременно будет вовлечена в строительство совместного предприятия с TSMC в том же Дрездене, этот проект тоже получит поддержку из европейского бюджета. Наконец, в декабре прошлого года итальянские власти одобрили выделение субсидий компании Silicon-Box на строительство предприятия по тестированию и упаковке чипов в Италии.

Некоторые предпосылки к отказу от глобализации в вопросах производства чипов сформировала пандемия, обострение геополитических противоречий добавило аргументов в пользу этой тенденции, но это не значит, что игроки рынка этим довольны. Представители европейской полупроводниковой промышленности заявили, что наметившаяся тенденция создаёт препятствия для развития бизнеса.

Источник изображения: Tokyo Electron

Руководители крупных европейских производителей чипов появились на мероприятии Electronica & SEMICON Europa в Мюнхене, выразив свою обеспокоенность стремлением властей многих макрорегионов обеспечить себя собственными предприятиями по производству чипов. Генеральный директор Infineon Йохен Ханебек (Jochen Hanebeck) пояснил, что фрагментация поставок чипов по географическому принципу ускоряется, и если в свете победы Дональда Трампа (Donald Trump) на выборах в США будут введены повышенные таможенные тарифы, ситуация только ухудшится.

На указанном мероприятии компанию главе Infineon составили руководители STMicroelectronics и NXP, которые также являются крупными европейскими производителями чипов. Все три компании сейчас неплохо зарабатывают на китайском рынке, поскольку поставляют туда электронные компоненты для транспортных средств. Во многих прочих регионах планеты рынок чипов находится в состоянии спада, если не считать бурно растущий сегмент систем искусственного интеллекта.

Глава STMicroelectronics Жан-Марк Шери (Jean-Marc Chery) пояснил, что создание независимых цепочек поставок для Китая и для Запада требует высоких затрат как с точки зрения материалов, так и по инженерным ресурсам. Генеральный директор NXP Semiconductors Курт Зиверс (Kurt Sievers) добавил, что ни одна из стран мира не сможет занять лидирующие позиции на глобальном рынке чипов или получить полную независимость от остальных. «Даже если это было бы возможно, то никто из потребителей не смог бы себе позволить купить устройство, содержащее такие чипы», — пояснил представитель компании. Он также выразил надежду, что правительства всех стран со временем осознают эту истину.

Растущее потребление энергии платформами с искусственным интеллектом заставляет искать любую возможность снизить его. Вариантов не так много, и один из них предложила немецкая компания Infineon Technologies. Ей оказалось по силам уменьшить потери в силовых полупроводниках, которые обеспечивают питание процессорам, компонентам ИИ-платформ и не только. Для этого компания освоила технологию выпуска самых тонких в мире кремниевых подложек — вдвое тоньше рыночных.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Современные тонкие кремниевые пластины диаметром до 300 мм имеют на выходе толщину 40–60 мкм. В Infineon разработали финальный процесс полировки, позволяющий уменьшить толщину пластины — подложки для будущего изготовления на ней чипов — до 20 мкм. Для сравнения, толщина человеческого волоса в среднем достигает 80 мкм. Чтобы изготовить кремниевую подложку диаметром 30 см и толщиной 20 мкм, необходимо достичь высокой точности на всех этапах производства — от резки до шлифовки. По словам представителей Infineon, компания готова внедрять эти технологии для массового производства чипов.

Компания Infineon входит в число производителей полупроводников, выпускающих силовые компоненты из кремния, карбида кремния и нитрида галлия. Использование материалов за пределами чистого кремния позволяет создавать более эффективные и мощные комплектующие для подсистем питания и преобразования напряжений и токов. Это крайне важно в условиях растущего потребления энергии. Применение более тонких пластин для изготовления силовых чипов на 50 % снижает сопротивление подложек и, в целом, уменьшает потери мощности на 15 %.

Процессоры и чипы ИИ переходят на питание со стороны подложки, которое поступает по вертикальным каналам металлизации. Сокращение длины (высоты) этих каналов в схемах MOSFET снижает их сопротивление, что ведёт к повышению КПД и увеличению плотности мощности. В масштабах ЦОД с ИИ это может привести к значительной экономии на потреблении энергии. В Infineon обещают в течение двух лет обеспечить новыми «тонкими» силовыми чипами всех заинтересованных заказчиков.

Силовая электроника востребована в наши дни в связи с электрификацией транспорта, и перспективным направлением её развития считается выпуск компонентов из нитрида галлия (GaN), которые способны выдерживать более высокие нагрузки и температуры по сравнению с кремниевыми. Infineon первой среди конкурентов освоила технологию выпуска таких компонентов на пластинах диаметром 300 мм.

Источник изображения: Infineon Technologies

До сих пор компоненты из нитрида галлия производились с использованием пластин типоразмера 200 мм, поэтому увеличение диаметра в полтора раза будет способствовать снижению себестоимости подобной продукции, поскольку с одной пластины можно будет получить в 2,3 раза больше чипов, и некоторые постоянные расходы удастся распределить на больший объём изделий. По информации представителей Infineon, первые образцы продукции, изготовленной таким методом, клиенты компании получат в четвёртом квартале 2025 года.

Помимо автомобильной отрасли, чипы из нитрида галлия найдут применение в сегменте ПК, потребительской электроники, серверного оборудования, робототехники и промышленной автоматизации. В тех же серверных системах использование компонентов такого типа позволит создавать более компактные и эффективные блоки питания. Важно, что пластины из нитрида галлия типоразмера 300 мм можно будет обрабатывать на имеющемся оборудовании, подходящем для работы с кремниевыми компонентами. Первой данную технологию производства сможет внедрить австрийское предприятие Infineon.

В дальнейшем себестоимость GaN-компонентов сравняется с кремниевыми, как убеждено руководство Infineon, причём переход на типоразмер пластин 300 мм будет этому во многом способствовать. Увеличение диаметра подложек при работе с данным материалом во многом усложнено тем, что необходимо сохранять равномерность распределения материала по пластине. Альтернативным направлением развития силовой электроники считается использования карбида кремния, но в этой сфере типоразмер обрабатываемых пластин только увеличился с 150 до 200 мм. Infineon занимается выпуском таких чипов на своём предприятии в Малайзии, которое является крупнейшим в мире. Рынок компонентов из нитрида галлия к 2029 году должен увеличиться в девять раз до $2,25 млрд, по оценкам аналитиков Yole.

Квартальная статистика немецкого производителя чипов Infineon Technologies отображает сразу две тенденции. Во-первых, спрос на электромобили рос не так быстро, как ожидалось, поэтому выручка от реализации специализированных чипов сократилась. Во-вторых, многострадальная немецкая промышленность в текущих условиях не может себе позволить содержать прежнее число специалистов, а потому Infineon пойдёт на сокращение численности персонала в Германии.

Источник изображения: Infineon Technologies

В целом, падение выручки и снижение нормы прибыли, как отмечает Reuters, вынудят Infineon сократить 1400 человек по всему миру, а ещё 1400 сотрудников переедут из Германии в страны с более низкими зарплатами, либо соответствующие ставки будут предложены специалистам в этих странах после сокращения немецких коллег. В число увольняемых войдут сотрудники немецкого предприятия Infineon в Регенсбурге.

По информации Bloomberg, компания столкнулась в минувшем квартале со снижением выручки на 9,5 % до 3,7 млрд евро в годовом сравнении. Аналитики рассчитывали в среднем на 3,79 млрд евро выручки, а вот норма прибыли на уровне 19,8 % оказалась в том же диапазоне, на который они рассчитывали. Генеральный директор Йохен Ханебек (Jochen Hanebeck) заявил: «Затянувшаяся кризисная ситуация в экономике привела к превышению складскими запасами реальных потребностей рынка во многих сегментах». Проще говоря, спрос на чипы оказался ниже ожиданий.

В автомобильном сегменте в частности выручка Infineon сократилась за год с 2,13 до 2,11 млрд евро, и это был самый крупный источник доходов компании. Впрочем, последовательно наблюдался некоторый рост выручки, поскольку спрос на автомобили с продвинутым программным обеспечением за период всё же вырос. В текущем квартале Infineon рассчитывает на получение выручки в размере 4 млрд евро, что выше ожиданий аналитиков, но прогноз по норме выручки в размере 20 % оказался ниже ожидаемых 22 %. Акции компании упали в цене на 3,4 % после публикации отчётности и новостей о предстоящих сокращениях персонала.

Центры обработки данных, предназначенные для обучения и работы алгоритмов искусственного интеллекта, потребляют огромные объёмы энергии, а крупные технологические компании стремятся снизить число сбоев и нормировать подачу питания. Собственное решение этой проблемы предложила немецкая Infineon — сверхмощные блоки питания для нынешних и перспективных серверов.

Источник изображений: infineon.com

Infineon анонсировала блоки питания нового поколения, которые будут работать в ЦОД, ориентированных на облачные серверы и алгоритмы ИИ. Они обеспечат мощность до 12 кВт, объединяя компоненты из трёх полупроводниковых материалов на модуле. Первые модели номинальной мощностью 8 кВт поступят в продажу в I квартале 2025 года, а сроки выхода более мощных блоков питания пока не уточняются. На модуле устанавливаются компоненты из кремния (Si), карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN) — это сочетание помогло существенно повысить энергетические характеристики, эффективность и надёжность. Блоки питания мощностью 12 кВт обеспечат КПД до 97,5 %, а модели на 8 кВт смогут работать в ИИ-стойках мощностью 300 кВт и выше.

Нитрид галлия — материал, который помог в последние годы уменьшить размеры потребительских зарядных устройств; а карбид кремния призван обеспечить высокую эффективность при высоких уровнях напряжения. SiC используется в преобразователях постоянного тока в электромобилях, и он также способен работать в системах с подачей высокой мощности на ИИ-ускорители. Из-за широкого распространения чат-ботов нового поколения и различных служб на основе ИИ потребности ЦОД в энергоресурсах существенно выросли. Infineon отмечает, что её новые блоки питания помогут этим объектам снизить энергопотребление за счёт высоких КПД, а также сократить выбросы парниковых газов и уменьшить операционные расходы.

К 2030 году на ЦОД будут приходиться 7 % мирового потребления энергии, гласят отраслевые прогнозы. Современные производительные ИИ-ускорители потребляют до 1 кВт на чип, а к концу десятилетия этот показатель вырастет до 2 кВт. Занимающиеся ИИ крупные технологические компании уже ощутили влияние этого растущего спроса на электроэнергию: так, Amazon была вынуждена нормировать ресурсы, чтобы избежать сбоев в работе своих ЦОД в Дублине.

Infineon Technologies намерена наладить производство перерабатываемых печатных плат на основе разработанного британским стартапом материала Soluboard. Технология является менее вредной для экологии в сравнении с традиционными решениями и обеспечивает пониженные выбросы углекислого газа.

Источник изображения: Jiva

Основу новой технологии составляет Soluboard — используемый в этих платах в качестве подложки биоразлагаемый материал растительного происхождения на основе натуральных волокон. Его отличает уменьшенный углеродный след по сравнению с традиционно используемыми в этих целях стекловолокном и эпоксидной смолой. Волокна заключаются в нетоксичный полимер, который растворяется при погружении в горячую воду. Припаянные к плате электронные компоненты после этого легко собираются и перерабатываются. Первоначально Infineon планировала использовать Soluboard для демонстрационных продуктов, но сейчас рассматривает возможность запустить полномасштабное массовое производство. Небольшое число компонентов нового поколения уже поступило некоторым клиентам компании, а серийная продукция начнёт поставляться в IV квартале 2023 года.

Soluboard производится британским стартапом Jiva Materials — в 2019/2020 гг. компания привлекла £850 тыс. (около $1 млн) для начала работы. Пришедшие на смену стекловолокну и эпоксидной смоле волокно растительного происхождения и нетоксичный полимер, по заявлению разработчиков, являются достаточно надёжными материалами. Такая плата не выйдет из строя при случайном попадании воды — для расслоения Soluboard необходимо на 30 минут погрузить в воду температурой 90 °C. Далее производится отдельная переработка металлов и компонентов, натурального волокна и растворённого в воде полимера. Компоненты и волокна легко используются повторно, а полимер отделяется от воды на обычных очистных сооружениях.

Выпуск Soluboard обеспечивает снижение углеродных выбросов на 60 % по сравнению с производством традиционных печатных плат. Крупным недостатком материала пока остаётся его пригодность только для плат с одним слоем дорожек с одной или обеих сторон, тогда как современные сложные продукты позволяют пускать дорожки в несколько слоёв с изоляцией между ними. Ещё одним недостатком нового решения является его цена: Soluboard стоит на 50–75 % дороже обычных подложек — по крайней мере на начальном этапе.