Ещё несколько лет назад развитие японской полупроводниковой промышленности в области практического применения литографии остановилось где-то на рубеже 40 нм, поскольку всю более продвинутую электронику начали выпускать за пределами страны. По мнению руководства Rapidus, когда в 2027 году в Японии будет налажен выпуск 2-нм чипов, они окажутся до десяти раз дороже нынешних.

Источник изображения: Nikkei, Jun Takai

По словам президента и генерального директора Rapidus Ацуёси Коикэ (Atsuyoshi Koike), на которого ссылается ресурс DigiTimes, способность выпускать 2-нм чипы для японской промышленности имеет решающее значение, поэтому найдутся клиенты, которые готовы платить немалую цену за доступ к 2-нм технологии. Высокопроизводительные вычисления важны для национальной безопасности, передовая литография также будет востребована в сфере автопилота на транспорте и робототехники.

Опытное производство 2-нм чипов на предприятии Rapidus на острове Хоккайдо начнётся в апреле 2025 года. Монтаж и коммутация инженерных систем на предприятии завершатся к сентябрю 2024 года, а к декабрю специалисты приступят к установке технологического оборудования. К началу 2027 года здесь должно быть запущено массовое производство 2-нм чипов. Этим, кстати, Rapidus ограничиваться не собирается, поскольку рядом с первым предприятием будет построено второе, которое будет заточено под использование ещё более продвинутой литографии с нормами тоньше 2 нм. Всего на площадке в Хоккайдо может расположиться от трёх до четырёх производственных цехов Rapidus.

К апрелю текущего года консорциуму уже удалось нанять около 100 инженеров, к концу года это количество может быть удвоено, и первая группа специалистов уже направилась в штат Нью-Йорк для прохождения стажировки в IBM. Чтобы начать опытное производство 2-нм чипов к апрелю 2025 года, Rapidus могут потребоваться от 300 до 500 инженерных специалистов. Среди уже нанятых сотрудников такого уровня немало ветеранов отрасли с многолетним опытом работы за пределами Японии.

По некоторым оценкам, лишь для запуска производства 2-нм чипов на территории страны Rapidus потребуется до $35 млрд. Участники консорциума, к которым относятся крупные японские корпорации и финансовые учреждения, пока не торопятся выделять средства, но руководство Rapidus рассчитывает, что инвесторы скоро поверят в успех и расщедрятся. Кроме того, компания может получить до $2 млрд правительственных субсидий, а Hitachi готова предложить помощь в виде производственного оборудования и технических консультаций. В качестве альтернативы Rapidus рассматривает возможность публичного размещения акций, но пока это лишь теоретическая инициатива.

Первоначально Rapidus будет обслуживать потребности около пяти компаний, но со временем их количество приблизится к десяти. Это не так много на фоне крупных контрактных производителей, но Rapidus и не стремится к этому. Зато привлечь клиентов из числа облачных гигантов мирового уровня типа Google, Microsoft или Amazon японский производитель попытается.

Объёмы выпуска чипов на мощностях Rapidus будут небольшими. Об этом позволяет говорить хотя бы стремление компании анализировать информацию по результатам обработки каждой кремниевой пластины. По замыслу руководства, это позволит быстрее получать обратную связь с разработчиком чипов, и в конечном итоге ускорить сам процесс вывода на рынок готовой продукции. Глава Rapidus в своём интервью также философски отметил, что зарабатывание денег не является основной целью компании, и основная задача — предоставлять обществу технологии, которые делают людей более счастливыми.

Одним из приоритетов для американской компании IBM сейчас стала помощь японскому консорциуму Rapidus в становлении контрактным производителем чипов мирового класса. IBM предоставила Rapidus свой 2-нм техпроцесс и теперь помогает в освоении его массового производства, которое планируется запустить в Японии к 2027 году. Планируется, что в итоге получится создать «японскую версию TSMC» и контрактного производителя чипов мирового класса.

Источник изображения: IBM Japan

Напомним, что по итогам прошлого года тайваньская TSMC контролировала более 55 % мирового рынка услуг по контрактному производству чипов, на долю Samsung приходилось 16 %, а оставшиеся восемь крупнейших производителей сообща контролировали чуть более 25 % мирового рынка. Тем, кто остался за пределами первой десятки, пришлось делить между собой 3,4 % рынка данных услуг.

Консорциум Rapidus, финансирование которого осуществляют несколько крупных японских корпораций, рассчитывает потратить около $35 млрд на освоение выпуска 2-нм компонентов на территории Японии. IBM предоставила Rapidus ключевую технологию производства, которая позволяет создавать микросхемы по техпроцессу 2 нм и выше с использованием новейшего типа транзисторов — с кремниевыми нанолистами и круговым затвором (GAAFET). Японские инженеры Rapidus уже были направлены в США в исследовательский комплекс IBM Albany NanoTech Complex для проектирования линий для массового производства 2-нм чипов, в то время как завод Rapidus строится в Японии.

Как поясняет Bloomberg, южнокорейская компания Samsung Electronics тоже использует технологии IBM в сфере литографии, но с появлением Rapidus американский «донор» готов отдавать ей приоритет в профильном сотрудничестве. Главный инженер японского подразделения IBM Норисигэ Моримото (Norishige Morimoto) заявил следующее: «Что касается 2-нм технологии, то мы фокусируем свои усилия на Rapidus и вкладываем в этот проект огромное количество ресурсов, даже если ради этого приходится жертвовать мощностями, которые можно было бы использовать на других направлениях исследований».

Ещё он добавил: «Мы хотим, чтобы Rapidus добилась успеха. Мы хотим, чтобы это способствовало стабильным поставкам чипов, которые нужны нам и всему миру». Таким образом IBM рассчитывает, что Rapidus будет производить 2-нм чипы в том числе и для неё самой.

Представитель IBM пояснил, что американская корпорация готова содействовать Rapidus в укреплении отношений с другими компаниями. По мнению Моримото, даже Samsung и TSMC не станут возражать против появления на рынке третьего игрока, способного предлагать клиентам новейшую литографию. Дело в том, по словам сотрудника IBM, что сейчас конкуренты не в силах удовлетворить спрос, они просто заставляют клиентов ждать, и если Rapidus оттянет на себя часть очереди, особых проблем для TSMC и Samsung это не создаст. Руководство TSMC, в свою очередь, уже заявило, что не видит в Rapidus конкурента, поскольку японский производитель сосредоточится на обучении инженерных кадров для национальной полупроводниковой отрасли. Масштабы бизнеса Rapidus по сравнению с TSMC будут весьма скромными, не представляя угрозы для TSMC.

—

Созданный в Японии консорциум Rapidus ставит перед собой цель к 2027 году освоить на территории страны контрактное производство полупроводниковых компонентов с использованием 2-нм литографических норм. Глава компании заявляет, что она готова применять на практике передовые методы обработки кремниевых пластин, но при этом не ставит перед собой задачи конкурировать с тайваньской TSMC. На помощь властей в Rapidus не очень рассчитывают.

Источник изображения: IBM

Соответствующие заявления генеральный директор Rapidus Ацуёси Коикэ (Atsuyoshi Koike) сделал в интервью изданию EE Times во время своего визита в Брюссель. В команду специалистов Rapidus сейчас входит около 100 человек, первая партия уже отправилась на стажировку в штат Нью-Йорк, где расположены исследовательские центры IBM, специализирующиеся на литографии. Именно IBM станет главным технологическим донором для Rapidus, поскольку эта американская компания ещё в 2021 году продемонстрировала прототип ячейки памяти, изготовленный с использованием 2-нм технологии.

Напомним, Rapidus оценивает затраты, необходимые для освоения производства 2-нм чипов на территории Японии к 2027 году, в сумму от $37 до $53 млрд. Официально власти страны пока никак не комментируют готовность субсидировать эту инициативу, но из неофициальных источников известно, что на поддержку проекта планируется выделить около $2,3 млрд. Глава Rapidus заранее смирился с тем, что поддержка полупроводниковой отрасли в Японии со стороны государства остаётся достаточно скромной, поэтому рассчитывает на инвестиционную активность компаний, являющихся учредителями Rapidus. Среди них, кстати, фигурируют Toyota и Denso, поэтому выпуск компонентов для автомобильных систем активной помощи водителю в Rapidus считают одним из приоритетных направлений будущей деятельности.

Глава компании также отметил, что Rapidus будет самостоятельно заниматься тестированием и упаковкой полупроводниковых компонентов, которые будет производить. Это позволит как сократить продолжительность производственного цикла, так и увеличить прибыль. На вооружение будут приняты самые современные методы работы, включая многокристальную компоновку и склеивание кремниевых пластин. Rapidus рассчитывает внедрить быструю обратную связь по обработке каждой кремниевой пластины, что значительно ускорит процесс выявления дефектов и проблем, а в конечном итоге позволит быстрее выводить на рынок готовые продукты. С учётом заведомо ограниченных объёмов производства, такой подход может себя оправдать, ибо для по-настоящему масштабного выпуска он был бы слишком хлопотным.

Rapidus не собирается конкурировать с TSMC, а предпочтёт остаться нишевым производителем, который сосредоточится на контрактном выпуске компонентов для серверного сегмента и автопрома, а также сетей связи, квантовых вычислений и «умных» городов.

Генеральный директор IBM Арвинд Кришна (Arvind Krishna) в своём интервью ресурсу Nikkei Asian Review коснулся разных тем, но наиболее важным для отрасли можно считать его прогноз относительно перспектив развития квантовых вычислений. По его словам, уже через три–пять лет квантовым компьютерам найдётся коммерческое применение. Для этого достаточно квантовых компьютеров, предлагающих от 4000 до 10 000 кубит.

Источник изображения: IBM

Данное заявление глава IBM сделал в контексте анонса сотрудничества с Токийским университетом и Университетом Чикаго в сфере создания квантового компьютера с 100 000 кубит через десять лет. Этот проект подразумевает инвестиции со стороны IBM в сумме $100 млн. Глава компании убеждён, что в сфере квантовых вычислений партнёры по проекту смогут продвигаться шаг за шагом до тех пор, пока соответствующие системы не позволят решать проблемы, которые для обычных суперкомпьютеров слишком сложны или затратны. Возможностей квантовых компьютеров с 4000 или 10 000 кубит будет достаточно, чтобы заняться решением проблем в коммерческом сегменте рынка.

В наличии в Японии необходимых специалистов по квантовым вычислениям Арвинд Кришна не сомневается. По его словам, лишь немногие осознают, насколько далеко японские специалисты продвинулись в этой области.

Глава IBM также считает, что инициатива консорциума Rapidus по освоению производства 2-нм продукции на территории Японии к 2027 году вполне может увенчаться успехом, поскольку во всём мире сейчас немало японских инженеров, которые являются экспертами в области литографии, и реализация такого проекта позволит им вернуться в Японию и работать над передовой инициативой. «Япония является одним из немногих мест на планете, где правительство США разрешило бы нам осваивать эту очень продвинутую 2-нм технологию, поскольку между странами имеются договорённости в сфере обороны», — пояснил Кришна. По его словам, успех инициативы Rapidus позволит IBM расширить сотрудничество с японскими партнёрами в будущем.

Снижение спроса на полупроводниковые компоненты не прошло бесследно и для поставщиков оборудования для их производства. Если нидерландская ASML ещё как-то способна удержать выручку от падения из-за большого портфеля заказов, то американская Applied Materials была вынуждена признать, что в текущем квартале её выручка упадёт в годовом сравнении с 6,52 до 6,15 млрд долларов.

Источник изображения: Applied Materials

Аналитики, как поясняет Bloomberg, опасались более серьёзного снижения выручки этой компании по итогам текущего квартала — до $5,97 млрд, поэтому собственную оценку ситуации руководством Applied Materials можно считать более оптимистичной. По словам представителей компании, провал спроса на оборудование со стороны производителей памяти в некоторой степени компенсируется ростом спроса в сегменте автомобильных компонентов и решений для промышленной автоматизации.

Что характерно, спрос на оборудование для выпуска чипов с использованием более зрелых литографических технологий оказался более стабильным, чем в случае с передовой литографией. Это можно объяснить тем обстоятельством, что в сегменте автомобильной электроники спросом пользуются как раз более зрелые техпроцессы. Кроме того, китайские клиенты увеличивают объёмы закупок оборудования, а доступ к передовой литографии им блокируют санкции США и их внешнеполитических союзников.

Выручка Applied Materials в прошлом квартале выросла на 6,2 % до $6,63 млрд. Это выше ожидавшихся инвесторами $6,37 млрд, акции компании после оглашения итогов квартала упали в цене на полтора процента. По словам представителей компании, в минувшем квартале сохранялся низкий спрос на микросхемы памяти, компоненты для ПК и смартфонов, но в долгосрочной перспективе они не сомневаются в развитии и дальнейшей диверсификации рынка полупроводниковых компонентов.

Попутно выяснилось, для чего представители Applied Materials на этой неделе посещали Японию. Местный консорциум Rapidus, который собирается к 2027 году наладить в Японии выпуск 2-нм продукции на контрактной основе, будет нуждаться в поддержке технологических партнёров, коими как раз станут IBM, IMEC и Applied Materials. Бельгийская организация IMEC с этой целью откроет на острове Хоккайдо исследовательский центр, а Applied Materials собирается нанять около 800 японских инженеров для помощи местным клиентам, увеличив штат специалистов в Японии примерно на 60 %.