Полупроводниковая компания NXP Semiconductors сообщила о сотрудничестве с тайваньским контрактным производителем микросхем TSMC в сфере выпуска магниторезистивной оперативной памяти (MRAM) для применения в автомобилях, которая впервые в данной сфере будет построена на 16-нм техпроцессе FinFET.

Источник изображения: NXP Semiconductors

Поскольку автопроизводители активно наращивают выпуск программно-конфигурируемых моделей авто, существует необходимость в поддержке выпуска нескольких поколений программных обновлений для одной аппаратной платформы. В NXP Semiconductors считают, что их процессоры S32 в сочетании с быстрой высоконадёжной энергонезависимой оперативной памятью следующего поколения, производимой по 16-нм технологии FinFET, представляют собой идеальную аппаратную платформу для таких задач.

По словам NXP Semiconductors, память MRAM способна обновить 20 Мбайт программного кода примерно за 3 секунды. Для сравнения, флеш-памяти требуется порядка одной минуты для выполнения той же задачи. Таким образом, использование MRAM-памяти сводит к минимуму время простоя, связанное с обновлением программного обеспечения, и позволяет автопроизводителям устранять узкие места, возникающие из-за длительного времени программирования модулей. Кроме того, MRAM-память способна обеспечить до миллиона циклов перезаписи и её уровень надёжности в 10 раз выше, чем у флеш-памяти и других новых технологий памяти.

Программные OTA-обновления позволяют автопроизводителям расширять функциональность своих автомобильных линеек, повышая комфорт, безопасность и удобство их использования владельцами. Поскольку практика оснащения автомобилей программными функциями становится все более распространённой, частота выпуска обновлений этих функций будет только увеличиваться. На фоне этого скорость и надёжность памяти MRAM станут ещё более важными, отмечают в NXP Semiconductors.

Технология встраиваемой MRAM-памяти на основе 16-нм техпроцесса FinFET компании TSMC значительно превосходит все требования, диктуемые сферой автомобилестроения. Она поддерживает технологию пайки расплавлением дозированного припоя, выдерживает до миллиона циклов перезаписи, а также способна обеспечить сохранение записанных на неё данных в течение 20 лет при экстремальной температуре до 150 градусов Цельсия.

Ещё в прошлом году ведущий мировой контрактный производитель чипов TSMC был вынужден сократить капитальные затраты на 10 % из-за снижения спроса на ряд 7-нм и 5-нм компонентов. В текущем году эти расходы могут сократиться ещё на 12 %, а вот конкурирующая Samsung Electronics в первом квартале увеличила капитальные затраты на 24 % против 6 % у конкурента.

Источник изображения: Samsung Electronics

Подобную информацию приводит издание Business Korea со ссылкой на данные квартальных отчётов обеих компаний. В первом квартале текущего года Samsung Electronics увеличила капитальные затраты на 24 % в годовом сравнении до $7,4 млрд. Это стало сезонным рекордом для компании. По данным отраслевых источников, сокращение инвестиций Samsung в расширение мощностей по производству памяти более чем компенсировалось увеличением расходов на контрактном направлении. К четвёртому кварталу текущего года Samsung запустит новые линии по контрактному выпуску чипов на своём предприятии в Пхёнтхэке. Пилотная продукция сойдёт с новой линии конвейера уже в этом месяце.

Компания TSMC за первые три месяца текущего года потратила на расширение своих производственных мощностей и их переоснащение не более $9,94 млрд, что всего лишь на 6 % больше расходов в аналогичном периоде прошлого года. Конечно, Samsung пока отстаёт от TSMC по величине капитальных затрат, но руководство южнокорейского гиганта уверено, что через пять лет ему удастся обогнать лидера отрасли.

NVIDIA увеличила заказы на производство чипов на мощностях TSMC на фоне растущего спроса на ускорители вычислений на базе GPU, предназначенные для приложений ИИ. Похоже, что NVIDIA настолько оптимистично оценивает спрос на свои GPU с упаковкой CoWoS (чип на пластине на подложке), что разместила дополнительные заказы на весь год.

Источник изображения: NVIDIA

Сообщается, что TSMC обязалась выпустить дополнительно 10 000 пластин с упаковкой CoWoS для NVIDIA в течение 2023 года, чтобы удовлетворить растущий спрос на широко используемые чипы. По оценкам, это означает дополнительный выпуск от 1000 до 2000 полупроводниковых пластин каждый месяц в течение оставшейся части года. В статье не раскрывается, производство каких графических процессоров NVIDIA планирует увеличить. Ежемесячная мощность производства решений в упаковке CoWoS у TSMC составляет от 8000 до 9000 пластин, поэтому предоставление NVIDIA дополнительных 1000–2000 пластин в месяц ощутимо повысит коэффициент использования передовых упаковочных мощностей производства микросхем. В результате другие компании отрасли могут пострадать от нехватки услуг CoWoS.

Благодаря широкому внедрению платформы NVIDIA CUDA для ИИ и других высокопроизводительных рабочих нагрузок десятки крупных клиентов полагаются на оборудование компании для запуска своих приложений ИИ. Буквально вчера Google анонсировала свой новый суперкомпьютер A3 на базе 26 тыс. ускорителей NVIDIA H100 с производительностью в ИИ-задачах 26 экзафлопс. Между тем, Microsoft, Oracle и даже кампания предстоящего проекта искусственного интеллекта Илона Маска (Elon Musk) за последние кварталы закупили десятки тысяч графических процессоров NVIDIA для искусственного интеллекта.

Примечательно, что NVIDIA увеличивает заказы на графические процессоры даже после того, как потеряла возможность поставлять свои самые мощные ускорители китайским организациям без разрешения правительства США. Вероятно, китайские компании готовы покупать менее мощные ускорители A800 и H800, либо спрос со стороны американских, европейских и японских компаний компенсирует снижение поставок в Китай.

Нейтральности в сфере углеродных выбросов компания TSMC стремится достичь только к 2050 году, при этом уже к концу текущего десятилетия энергопотребление её предприятий в совокупности утроится до уровня, соответствующего потребностям 5,8 млн человек. Активисты настаивают, что на возобновляемые источники энергии компания должна перейти к 2030 году.

Источник изображения: AFP

Группа неправительственных организаций, как сообщает South China Morning Post, выступила с обращением к руководству TSMC, призвав крупнейшего в мире контрактного производителя полупроводниковых компонентов решительнее переходить на использование возобновляемых источников энергии и сокращение углеродного следа. Перейти к углеродной нейтральности компании, по мнению экозащитников, следует завершить на двадцать лет раньше цели, уже к 2030 году.

Согласно прогнозам, мировая полупроводниковая промышленность к 2030 году будет потреблять не менее 286 ТВт·ч электроэнергии, более чем в два раза больше относительно 2021 года, а по уровню выбросов в эквиваленте углекислого газа к тому времени в два раза обойдёт Португалию с её 40,8 млн тонн по состоянию на 2021 год. Непосредственно TSMC в 2021 году только 9 % всей энергии получала из возобновляемых источников, и к концу десятилетия компания будет потреблять столько электричества, что хватило бы на обеспечение нужд четверти населения Тайваня. В принципе, в последние годы периоды засухи и аномальной жары на острове уже обнажали проблемы отрасли в виде нехватки водных ресурсов и электричества.

TSMC заявила, что уделяет особое внимание переходу на возобновляемые источники энергии, ещё в 2020 году утвердив программу перехода к углеродной нейтральности к 2050 году. Компания заключила крупнейшее в мире соглашение с датской энергетической компанией Orsted на приобретение 920 МВт·ч электроэнергии, полученной из возобновляемых источников, на протяжении следующих двадцати лет. С тайваньской Ark Power у неё заключено соглашение на покупку 20 000 ГВт·ч электроэнергии из возобновляемых источников сроком на двадцать лет. Пока компания не собирается приближать переход к углеродной нейтральности, рассчитывая осуществить его лишь в 2050 году.

Тайваньская TSMC — главный контрактный производитель полупроводниковой продукции в мире, — намерен продавать чипы, выпущенные на заводах компании в США, по цене до 30 % выше, чем те, что выпускаются на Тайване. Об этом сообщает издание Business Korea. Не исключено, что главный конкурент в лице Samsung Electronics сможет этим воспользоваться.

Источник изображения: TSMC

Как сообщили отраслевые источники издания, TSMC уже начала переговоры с клиентами о ценообразовании для продуктов, производство которых должно начаться в конце 2024 года в США и Японии. По данным некоторых аналитиков, 4-нм (N4) и 5-нм (N5) чипы, выпущенные в США, будут стоить на 20–30 % дороже тех, что производятся на Тайване.

В TSMC неоднократно подчёркивали, что строительство и эксплуатация производств за пределами Тайваня намного более затратна, чем на территории острова. В апреле основатель TSMC Моррис Чанг (Morris Chang), заявил, что стоимость полупроводников в США будет вдвое выше, чем на Тайване. Ранее он прогнозировал, что цена будет выше на 50 % и в целом назвал идею США нарастить местное производство чипов «невыгодной, очень дорогой и бесполезной инициативой». При этом компания строит в Соединённых Штатах уже второй завод.

По данным группы U.S. Semiconductor Industry Association (SIA), в ближайшие годы заводы в США будет на 30 % дороже строить и эксплуатировать, чем заводы на Тайване, в Южной Корее и Сингапуре, а в сравнении с китайскими фабриками цена будет выше на 37–50 %.

В результате TSMC возложит лишние издержки на клиентов американских заводов, чтобы сохранить норму валовой прибыли на уровне 53 %. Впрочем, компания, похоже, будет гибко подходить к вопросам ценообразования для отдельных продуктовых сегментов.

Всё это усложняет принятие решений для Samsung. С одной стороны, компания, вероятно, будет склоняться к повышению цен на чипы из-за растущей стоимости строительства заводов в США, с другой — она является вторым по величине контрактным производителем полупроводников в мире и увеличение цен TSMC позволит переманить клиентов у конкурента, но только при сохранении низких цен Samsung.

Крупнейший контрактный производитель микросхем Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) вступил в переговоры с партнёрами на предмет строительства завода по производству микросхем в Саксонии (ФРГ) стоимостью €10 млрд, пишет Bloomberg со ссылкой на собственные источники.

Источник изображения: tsmc.com

Совместное предприятие тайваньской TSMC, нидерландской NXP Semiconductors, а также немецких Bosch и Infineon предполагает выделение государственных субсидий при бюджете не менее €7 млрд, а общий объём инвестиций, возможно, достигнет €10 млрд. Окончательное решение ещё не принято, и планы могут поменяться, утверждает анонимный источник агентства. Представитель TSMC Нина Као (Nina Kao) подтвердила, что компания оценивает возможность строительства завода в Европе. В NXP, Bosch, Infineon и Федеральном министерстве экономики и защиты климата Германии от комментариев отказались.

Ещё в 2021 году председатель совета директоров TSMC Марк Лю (Mark Liu) рассказал акционерам, что компания оценивает возможность запуска производственных операций в Германии. Европейский завод компании будет ориентирован на выпуск автомобильных микросхем, уточнил впоследствии её глава Си-Си Вэй (C.C. Wei). Подобные проекты в Германии могут субсидироваться государством до доли в 40 % — к 2030 году Евросоюз планирует вдвое нарастить свою долю в глобальной полупроводниковой отрасли. Решение было принято на фоне дефицита полупроводников в пандемийную эпоху, а также на фоне обострения отношения США и КНР.

Государственное участие в проекте потребует его прямого утверждения в Еврокомиссии — совместное предприятие уже вступило в переговоры о размере субсидий. В Японии аналогичный проект может обойтись в $8,6 млрд, и около половины этой суммы может выделить правительство. TSMC рассчитывает получить одобрение немецкого проекта в августе — на заводе будут преимущественно выпускаться чипы по технологии 28 нм.

Ранее стало известно, что стартовало строительство завода Infineon по производству полупроводниковой продукции в саксонском Дрездене. Здесь также расположены аналогичные предприятия GlobalFoundries и Bosch. Производители микросхем традиционно возводят заводы в кластерах, что позволяет им задействовать существующие инфраструктуру и кадровые ресурсы.

Во вторник вечером на ещё строящемся производственном предприятии TSMC вспыхнул пожар. Возгорание было обнаружено в 19:30 по местному времени, а к 21:10 пожарным удалось потушить его. К счастью, никто не пострадал.

Источник изображения: TSMC

На момент возникновения пожара объект все ещё находился в стадии строительства. Источник возгорания выясняет пожарная служба округа, а также проводится проверка безопасности. Компания TSMC, являющаяся частью обширного научного парка Синьчжу, начала строительство в прошлом году. Согласно сообщениям, TSMC находилась на стадии строительства чистых помещений и трубопроводных систем на объекте. В ходе пожара, охватившего 300 кв. м, было повреждено некоторое уже установленное оборудование, а также системы трубопроводов из хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ).

Источник изображения: Miaoli Fire Department

Пожарная служба Миаоли, которая успешно потушила пламя, расследует причину пожара. TSMC заявила, что будет работать со своими подрядчиками для обеспечения пожарной безопасности в будущем.

Изначальные планы TSMC в отношении завода в Чжунане заключались в том, что он станет дополнительным передовым полигоном для упаковки и тестирования интегральных схем. Данное предприятие должно было объединить четыре существующих завода в Таоюане, Синьчжу, Тайчжуне и Тайнане.

Сегодня TSMC поделилась дополнительной информацией о своих будущих 2 нм узлах, а также представила планы по развитию транзисторов с 3 нм техпроцессом.

Применяемая в бортовых системах автомобилей электроника зачастую непосредственно влияет на безопасность движения, поэтому традиционно разработчики таких компонентов предъявляли повышенные требования к надёжности полупроводниковой продукции. Нередко им приходилось несколько лет ждать, прежде чем производители чипов предложат сертифицированные по безопасности решения для автомобильного сегмента. TSMC утверждает, что новое ПО позволит клиентам компании воспользоваться специальной версией 3-нм техпроцесса уже в 2025 году.

Источник изображения: Tesla

На данный момент именно 3-нм техпроцесс является самым передовым в сфере литографии. О планах по освоению различных его версий мы подробно рассказывали сегодня в отдельном материале. Агентство Reuters пояснило, что на этой неделе компания TSMC представила программный инструментарий, который позволит разработчикам чипов приступать к созданию передовых компонентов на два года раньше по сравнению с существующей практикой. К 2025 году это позволит компании наладить выпуск автомобильных чипов по специальной версии 3-нм техпроцесса, если разработчики своевременно подготовят свои проекты.

Исторически, как отмечают представители TSMC, автомобильный сегмент в сфере литографии значительно отставал от потребительского. С появлением нового ПО для разработки специализированных чипов этот разрыв можно сократить сразу на два года. Пандемия научила автопроизводителей прямому диалогу с TSMC, они сейчас готовы принимать решения относительно применяемых техпроцессов для заказываемых компонентов, тогда как ранее почти всегда это право доставалось поставщикам комплектующих. Многие автопроизводители сейчас поддерживают прямые контакты с TSMC. Недавно в этом, например, призналось руководство Honda Motor.

На Североамериканском технологическом симпозиуме 2023 года TSMC выпустила обновление дорожной карты для своих 3-нм техпроцессов — семейства N3. Ожидается, что это семейство станет последним поколением технологических норм TSMC на основе транзисторов FinFET, и на многие годы останется самым плотным техпроцессом, доступным клиентам, которым не нужен более современный техпроцесс на транзисторах GAAFET.

Источник изображения: TSMC

TSMC уже запустила производство 3-нм чипов по технологии N3, но в будущем готовит сразу несколько улучшенных версий данного техпроцесса. По мнению TSMC большинство клиентов, будут использовать упрощённый техпроцесс N3E, разработка которого и в частности достижение целей по производительности идёт согласно графику. N3E использует до 19 слоёв EUV и не полагается на двойную структуру EUV, что снижает его сложность и стоимость. Компромисс заключается в том, что N3E предлагает более низкую плотность, чем стандартная версия N3, и имеет тот же размер ячейки SRAM, что и техпроцесс TSMC N5. Это делает его несколько менее привлекательным для тех клиентов, которые стремятся к увеличению плотности или сокращению площади чипов.

Источник изображения: Anandtech

Вслед за N3E компания TSMC продолжит оптимизацию плотности транзисторов семейства N3 в техпроцессе N3P, который будет основываться на N3E, предлагая улучшенные характеристики. Усовершенствованный техпроцесс позволит разработчикам микросхем либо увеличить производительность на 5 % при том же потреблении, либо снизить энергопотребление на 5–10 % при тех же тактовых частотах. Новый техпроцесс также увеличит плотность транзисторов на 4 % для «смешанной» конструкции микросхемы, которую TSMC определяет как микросхему, состоящую из 50 % логики, 30 % SRAM и 20 % аналоговых схем.

Источник изображения: Anandtech

В конце своего выступления TSMC рассказала о своём самом производительном 3-нм техпроцессе — N3X. По сравнению с N3P, N3X будет предлагать как минимум на 5 % более высокую тактовую частоту. TSMC утверждает, что N3X будет поддерживать напряжение 1,2 В, что является довольно экстремальным для техпроцесса класса 3 нм.

Источник изображения: TSMC

При этом компания прогнозирует колоссальное увеличение утечки мощности на 250 % по сравнению с более сбалансированным узлом N3P — это подчёркивает, почему N3X на самом деле можно использовать только для процессоров класса HPC.

Компания заявляет, что технология N3P будет готова к производству во второй половине 2024 года, а последняя версия техпроцесса семейства N3 — технология N3X — в текущей дорожной карте TSMC будет готова к производству в 2025 году.

Компания TSMC рассекретила планы совершенствования 2-нм техпроцесса N2, массовое производство по которому должно стартовать в 2025 году. Спустя год после этого будет внедрён оптимизированный по шине питания техпроцесс N2P, а ещё через некоторое время компания запустит техпроцесс N2X для решений с высшей производительностью. Развитие 2-нм техпроцесса TSMC будет стремительным, что может объясняться опасениями TSMC отстать от Intel и Samsung.

Пример транзисторов с вертикальными рёбрами и круговым затвором (справа). Источник изображения: Samsung

Официально техпроцесс с нормами 2 нм тайваньский чипмейкер представил летом прошлого года. Производство полупроводников с этими технологическими нормами начнётся в 2025 году. Главной особенностью техпроцесса N2 станет переход с FinFET на транзисторы с круговым затвором (GAAFET). Это снизит токи утечки, позволит гибко регулировать производительность и оптимизирует потребление. Другой важной особенностью техпроцесса N2 должен был стать перенос линий питания чипа на другую сторону кристалла, что будет означать развязку шины данных и управления с питанием.

Источник изображений: TSMC

Как теперь становится понятно, перенос линий питания ожидается в процессе внедрения техпроцесса N2P, что произойдёт в 2026 году. Из предыдущих заявлений компании первой реализации идеи можно было ожидать в 2025 году. Разнесение интерфейсов питания и данных по разные стороны кристалла решает множество проблем. Так, линии подвода питания к транзисторам станут короче, что снизит их сопротивление. Разнесение разводки уменьшит площадь кристаллов, львиную долю которой съедали линии передачи и межслойные контакты. Наконец, хотя это не всё, снизятся взаимные помехи, что скажется на стабильности сигнальных характеристик чипов.

Снижение площади кристалла, занятой контактами и разводкой, приведёт к значительному увеличению плотности транзисторов. Ранее TSMC заявляла, что переход от техпроцесса с нормами 3 нм к нормам 2 нм увеличит плотность транзисторов на 10 %. К настоящему моменту прогноз был улучшен до 15 % и, в случае внедрения техпроцесса N2P, плотность может вырасти на двухзначную величину, которую компания пока не конкретизирует. Закон Мура вздохнёт ещё раз перед своей смертью.

О техпроцессе N2X, который будет внедряться в 2026 году или позже, компания ничего не сообщила. Можно предположить, что это будет не слишком распространённое предложение, тогда как техпроцесс N2P обещает стать рабочей лошадкой компании на этапе 2-нм производства чипов.

Также компания сообщила о прогрессе в подготовке базового 2-нм техпроцесса. Производительность транзисторов GAAFET в составе опытного кремния доходит до 80 % от целевых значений. И это за два года до начала внедрения, что очень и очень хорошо. При этом уровень брака при производстве 2-нм ячеек SRAM объёмом 256 Мбит снизился до 50 % и менее.

Источник изображения: Anandtech

В целом техпроцесс с нормами 2 нм позволит TSMC повысить производительность транзисторов на 10–15 % при той же мощности и сложности, или снизить энергопотребление на 25–30 % при тех же тактовых частотах и количестве транзисторов. На бумаге TSMC отстаёт от компании Intel на год или два и успехи одной из компаний не дают покоя другой. Если каждая из них сдержит обещания, то чипы TSMC с транзисторами GAAFET появятся на два года позже аналогичных чипов Intel (20A), что также касается планов переноса линий питания на обратную сторону кристалла.

На минувшей квартальной отчётной конференции генеральный директор TSMC Си-Си Вэй (C.C. Wei) заявил, что компания является первым производителем, наладившим массовое производство 3-нм изделий с высоким уровнем выхода годной продукции. При этом спрос на эту услугу превышает возможности TSMC, и по итогам всего года доля 3-нм техпроцесса в структуре выручки компании ограничится 5 или 6 %.

Источник изображения: TSMC

Напомним, что Samsung Electronics формально опередила TSMC по срокам освоения выпуска 3-нм продукции на несколько месяцев, но последняя попыталась компенсировать своё отставание более быстрой экспансией объёмов производства на данном направлении. На практике же только в третьем квартале этого года выручка от реализации 3-нм продукции TSMC достигнет «значимых величин», как признался сам руководитель компании.

По мнению аналитиков Susquehanna International Group, даже в этих не самых оптимальных условиях TSMC остаётся технологическим лидером рынка, поскольку Samsung пока не может предложить стабильного уровня качества продукции, а контрактное подразделение Intel этих двух конкурентов если и догонит в технологическом плане, то лишь через несколько лет. Как отмечают эксперты, во второй половине этого года TSMC должна наладить выпуск 3-нм процессоров Apple A17 и M3, а также ряд серверных процессоров по технологиям N4 и N3. Кристаллы со встроенной графикой центральных процессоров Intel Meteor Lake компания TSMC будет выпускать по техпроцессу N5, а серверные процессоры AMD Genoa и NVIDIA Grace — по техпроцессам N5 и N4. Компанию им составят ускорители вычислений NVIDIA H100, которые будут выпускаться по технологии N5.

Как предполагают аналитики Arete Research, компания Apple в течение первых трёх или четырёх кварталов будет платить TSMC только за годные кристаллы, выпускаемые по технологии N3. Переход на оплату полных кремниевых пластин станет возможным только после того, как уровень выхода годных изделий превысит 70 %. Лишь в первой половине следующего года Apple начнёт платить TSMC по $17 000 за одну кремниевую пластину с 3-нм чипами. В настоящее время, как считают авторы прогноза, уровень выхода годной продукции по ассортименту 3-нм процессоров Apple не превышает 55 %, но и это считается хорошим показателем для данного этапа жизненного цикла. Компания TSMC стремится повышать этот уровень на пять процентных пунктов каждый квартал.

Процессор A17, который предназначается для использования в смартфонах Apple, будет иметь площадь кристалла около 100 или 110 мм², а процессор M3 для ноутбуков и настольных ПК получит площадь около 135 или 150 мм². Компании TSMC, по мнению источника, пришлось задержаться с внедрением 3-нм техпроцесса из-за необходимости применения EUV-литографии с использованием множественных масок. В первом поколении 3-нм технологии TSMC кристаллы выпускаемых чипов будут получаться относительно крупными, и добиться масштабирования размеров в сторону уменьшения удастся лишь после перехода на использование более современного литографического оборудования не ранее следующего полугодия. С одной кремниевой пластины удастся получить на 30 % больше кристаллов после завершения этой миграции.

Освоить производство 2-нм чипов TSMC рассчитывает в 2025 году, по сравнению с предложениями конкурентов они будут обладать более привлекательными показателями плотности размещения транзисторов и энергетической эффективности. Сейчас экономические показатели TSMC страдают от низкой степени загрузки конвейера, в среднем она не превышает 66 % по состоянию на второй квартал текущего года, а в сегменте техпроцессов серии N7 вообще опустилась ниже 50 %. Выход новых продуктов во втором полугодии позволит компании TSMC поднять степень загрузки оборудования. В четвёртом квартале прошлого года величина складских запасов клиентов TSMC в разы превышала норму по некоторым из них. У той же NVIDIA показатель перекрыл среднее значение более чем в два раза, AMD вышла за пределы нормы примерно на треть. Затоваривание было вызвано снижением спроса на продукцию этих компаний.

В связи с ослаблением спроса у Semiconductor Manufacturing International Corporation и других китайских предприятий по производству полупроводников в последнее время наблюдается резкое снижение загрузки производственных мощностей, вследствие чего они замедляют расширение.

Источник изображения: freepik

По словам источников, китайские производители чипов сталкиваются с дополнительным давлением — загрузка их производств резко снизились, но что ещё хуже, государственные субсидии иссякли и теперь компаниям придётся подождать, пока правительство не запустит следующую волну субсидий. Китайская экономика ещё не восстановилась, а доверие потребителей остаётся низким. Источники сообщают, что многие отрасли промышленности нуждаются в государственной помощи, но государственные ресурсы ограничены. Из-за того, что государственная финансовая поддержка остановилась, а загрузка производственных мощностей резко упала, у производителей не было другого выбора, кроме как приостановить свои планы по расширению мощностей.

SMIC расширяет мощности в основном в Пекине, Шэньчжэне и Шанхае. В 2022 году компания объявила о плане инвестировать 7,5 млрд долларов США в строительство завода по обработке 300-мм пластин в Тяньцзине с ежемесячной мощностью 100 000 пластин для техпроцессов от 0,18 мкм до 28 нм. SMIC и другие китайские производители сильно зависят от заказов от местных клиентов, а спрос на рынках мобильных телефонов, бытовой электроники, автомобильного, сетевого и IoT-сегментов рынка слабеет.

Тайваньская TSMC не снизила свои капиталовложения, но по-прежнему замедляет темпы расширения, чтобы предотвратить избыток мощностей. Источники сообщили, что TSMC задержала заказы на оборудование и материалы для проектов расширения мощностей на срок от шести месяцев до одного года.

Vanguard International Semiconductor (VIS), Powerchip Semiconductor Manufacturing (PSMC) и United Microelectronics (UMC) также отложили или сократили свои планы расширения. UMC, загрузка мощностей которой упала до 70 % в первом квартале 2023 года, заявила, что уже приняла строгие меры по контролю затрат и отодвинет некоторые планы расходов.

Крупнейший в мире контрактный производитель чипов, тайваньская компания TSMC, обязался за 20 лет потребить 20 ТВт·ч электричества, выработанного солнечными панелями. Это поможет снизить выбросы парниковых газов при производстве «кремния», уровень которых огромен. По данным за 2021 год, одна только TSMC ежегодно выбрасывала в атмосферу свыше 16 млн т парниковых газов. Новый «зелёный» проект будет реализован совместно с компанией ARK Power.

Источник изображения: Pixabay

На деле красивые и круглые цифры оказываются несколько не тем, о чём говорят представители TSMC. Из ежегодно запланированных для потребления TSMC 1000 ГВт·ч «солнечного» электричества непосредственно компания будет покупать только половину — 500 ГВт·ч. Остальные 500 ГВт·ч будут закупать поставщики TSMC. Косвенно это тоже будет «озеленять» производство и продукцию TSMC. Тем более что утверждённая ООН климатическая инициатива «Научно обоснованные цели» (SBTi) в рамках уровня Scope3 предписывает сокращать выбросы во всей цепочке поставок.

Закупать солнечную энергию TSMC и её поставщики будут на коллективной основе с разделением затрат на ремонт, модернизацию, обслуживание и прочее. Поставлять электричество будут фермы, которые ещё предстоит развернуть в следующие три года. По прогнозам компании ARK Power, проект должен привести к установке около 2 ГВт солнечных мощностей.

«Благодаря этой инновационной модели совместных закупок возобновляемой энергии мы объединяем усилия с нашими отраслевыми партнёрами для продвижения устойчивой низкоуглеродной цепочки поставок полупроводников», — сказал в своем заявлении Джей Кей Лин (J.K. Lin), вице-президент по информационным технологиям и управлению материалами компании TSMC.

Три уровня (сферы) ответственности компаний за выбросы парниковых газов

Как и другие компании, TSMC стремится сделать производство углероднонейтральным к 2050 году. Для достижения этой цели ей необходимо заставить стать углероднонейтральными множество поставщиков, что выглядит сложной задачей. Подготовка сырья, транспортировка и само изготовление микросхем — это всё очень и очень энергоёмкие производства. Заявленные 1000 ГВт·ч — это капля в море, которые, к тому же, начнут поставляться не ранее, чем через три года.

TSMC, которая строит в США полупроводниковые заводы общей стоимостью $40 млрд, обеспокоена условиями американского правительства для получения субсидий. Там требуют делиться прибылью с построенных заводов и предоставлять подробную информацию об операциях. Это может помешать сотрудничеству производителей микросхем с Вашингтоном в создании мощностей по производству чипов в США. Южнокорейские производители чипов также недовольны такими условиями.

Источник изображения: Pixabay

«Некоторые условия являются неприемлемыми, и мы стремимся смягчить любое их негативное воздействие и продолжим переговоры с правительством США», — заявил председатель TSMC Марк Лю (Mark Liu). Представитель Министерства торговли Тайваня пообещал, что ведомство будет защищать конфиденциальную деловую информацию и ожидать участия в прибылях только в том случае, если денежный поток значительно превысит прогнозы.

Принятый в прошлом году в США «Закон о чипах» предусматривает финансирование на сумму около $53 млрд, большая часть из которых предназначена для строительства заводов по производству чипов. Администрация Байдена заявляет, что закон направлен на защиту американских налогоплательщиков, контроль целевого использования средств и максимальное снижение зависимости США от полупроводников иностранного производства, особенно используемых Пентагоном. Федеральное правительство использует свои деньги для преобразования отрасли, которую оно считает важной для национальной безопасности.

США начинают эксперимент в области промышленной политики — администрация надеется снова сделать США центром производства чипов после того, как в последние десятилетия бизнес в значительной степени мигрировал в Азию. TSMC начала строительство одного завода в Аризоне и планирует ещё один. Проект, в случае успеха, станет одним из самых ярких примеров усилий правительства. TSMC рассчитывает получить налоговые льготы в размере от $7 до $8 млрд в соответствии с положениями Закона о чипах. Кроме того, TSMC планирует запросить от $6 до $7 млрд в виде грантов для двух заводов в Аризоне, в результате чего общая поддержка правительства США может достигнуть $15 млрд.

Предметом жёстких переговоров, видимо, станет требование правительства США, чтобы производители чипов, получающие более $150 млн в виде прямого финансирования, делились частью своих доходов от инвестиций, если доходы превысят прогнозы. Министерство торговли заявило, что требование о распределении прибыли может быть отменено в исключительных обстоятельствах, и условия будут устанавливаться в каждом конкретном случае. «Мы не выписываем пустые чеки ни одной компании, которая просит об этом», — заявила министр торговли Джина Раймондо (Gina Raimondo).

По оценкам TSMC, затраты на строительство в США в несколько раз превышают аналогичные затраты на Тайване. По прогнозам компании, производство чипов в Аризоне может стоить как минимум на 50 % дороже, чем на Тайване. TSMC обеспокоена тем, что бизнес-план фабрик в Аризоне может не сработать, если его потенциальная прибыль будет ограничена правительством, а также видит проблемы с расчётом прибыли. Требование правительства предоставить широкий доступ к бухгалтерским книгам и операциям TSMC является ещё одним камнем преткновения, особенно в отрасли, где компании склонны хранить в секрете чувствительную бизнес-информацию.

Как контрактный производитель чипов для таких клиентов, как Apple, TSMC имеет доступ к бизнес-планам и проектам продуктов для многих ведущих мировых компаний. Компания тщательно охраняет технологии от конкурентов и не хочет, чтобы информация попадала к любой сторонней организации. Министерство торговли в свою очередь настаивает, что оно должно контролировать целевое использование выделенных грантов и может потребовать возврата средств, использованных не по назначению.

Корейские производители чипов Samsung Electronics и SK hyniх также в настоящее время взвешивают, стоит ли обращаться за помощью к правительству США при строительстве фабрик в Америке. Как и TSMC, корейские компании неохотно делятся информацией с Вашингтоном, при этом их особенно беспокоит необходимость ограничения инвестиций в Китае при получении субсидий США.

Ограничения инвестиций в Китае меньше затрагивают TSMC, которая производит в Китае менее продвинутые чипы, не подпадающие под Закон о чипах США. Компания планирует завершить свою текущую экспансию в Китае к середине этого года и, вероятно, сможет обойтись без дальнейших крупных финансовых вливаний в Китае, пока будет идти строительство полупроводниковых фабрик в Аризоне.