TSMC рассматривает строительство в Аризоне фабрики 3 нм вместо 5 нм
Reuters сообшает, что руководство TSMC изменило планы и теперь рассматривает строительство 3 нм фабрики в Аризоне — в том же технологическом комплексе, где и 5 нм заводы.
В ноябре 2020 года TSMC объявила о планах строительства 5 нм фабрики в Аризоне стоимостью $10–12 млрд, с вводом объекта в эксплуатацию в 2024 году. В мае появились слухи, что TSMC может значительно расширить объект. Теперь мы слышим, что тайваньская компания может развернуть технологию 3 нм вместо 5 нм.
TSMC рассматривает возможность выделить на строительство завода в Финиксе (Аризона) дополнительно $23–25 млрд, чтобы оснастить его оборудованием 3 нм вместо 5 нм. Reuters также утверждает, что в течение следующих 10–15 лет кампус в Финиксе в конечном итоге перейдёт на техпроцесс 2 нм и ниже. Такой апгрейд является нормальным для крупного микроэлектронного производства.
В последние годы все передовые чипы TSMC производились исключительно на Тайване. У компании всего четыре фабрики за рубежом. Это завод 200-мм пластин Fab 10 в Шанхае, 300-мм пластин Fab 16 в Нанкине и 200-мм пластин WaferTech в Камасе, штат Вашингтон. Кроме того, она является совладельцем фабрики SSMC в Сингапуре. Но всё это довольно устаревшие производственные мощности, не соответствующие современным нормам 5 и 7 нм.
Завод TSMC в Аризоне станет самым передовым предприятием TSMC за пределами Тайваня. Хотя к 2024 году оно освоит техпроцесс 3 нм, но это будет не самое передовое производство TSMC. Ожидается, что серийное производство по этой технологии начнётся на Тайване во второй половине 2022 года.
Раньше первопроходцами каждого нового технологического процесса были графические процессоры. В последние несколько лет эту роль выполняют Apple и Qualcomm. Например, AMD перешла на 7 нм примерно через 10 месяцев после Apple. Мы не знаем, когда AMD запустит 5 нм процессоры, но большинство планов предполагают, что потребительские чипы такого уровня появятся не раньше 1–2 квартала 2022 года.
Apple запустила производство 5 нм в сентябре 2020 года, что подразумевает растущий разрыв между массовым внедрением передовых техпроцессов в CPU и GPU.
Цех TSMC по выпуску 300-миллиметровых пластин. Фото TSMC
Если мобильные компании продолжат быстро переходить на микросхемы нового поколения, у TSMC будет больше оснований инвестировать в оборудование для производства передовых чипов. Возможно, планы компании изменились в связи с нынешним дефицитом чипов, ростом спроса на них и — как следствие — ускорением научно-технического прогресса.
Вообще, американский завод на 20 тыс. пластин в месяц (WSPM) не сыграет особой роли в бизнесе TSMC, это скорее политика. Основные производственные мощности компании расположены на Тайване: там работают настоящие гигафабрики — объекты с производственной мощностью от 100 тыс. WSPM. Для оценки объёма производства, на одну пластину диаметром 300 мм помещается 127 чипов Intel Sandy Bridge E 6C (435 мм2) или 836 чипов Qualcomm Snapdragon 835 (72,3 мм2).
По словам Морриса Чанга, основателя, председателя и гендиректора TSMC, строительство литейных заводов в США не является отличной идеей с коммерческой точки зрения: «В Соединённых Штатах уровень профессиональной самоотдачи не соответствует уровню Тайваня, по крайней мере, для инженеров, — предупредил он. — Краткосрочные субсидии не могут компенсировать долгосрочные операционные недостачи».
Судя по имеющейся информации, TSMC не заинтересована в строительстве современного завода в Европе. Европейские автопроизводители и другие технологические компании нуждаются в более старых микросхемах, не передового уровня. Они просят TSMC расширить производство таких старых чипов на существующих или новых фабриках.
С другой стороны, компания Intel, напротив, выразила готовность инвестировать в несколько новых современных фабрик на территории Евросоюза.
Пластина 300 нм производства TSMC. Фото: TSMC
Дефицит микросхем, по прогнозам, продлится до 2022 или даже 2023 года в некоторых случаях. Готовность TSMC построить фабрику в США является важным новым событием, как и инвестиции других компаний в производство первого и второго уровня.
TSMC, Samsung и Intel вкладывают десятки миллиардов долларов в планы по расширению производства, которых не было ещё 12 месяцев назад. Небольшие заводы GlobalFoundries и UMC тоже объявили о расширении мощностей. Вся полупроводниковая промышленность строит долгосрочные планы по увеличению производства после пандемии, и TSMC явно делает стратегический шаг с точки зрения политики, размещая завод в Соединённых Штатах на фоне противостояния США с Китаем за контроль над островом Тайвань — мировым центром полупроводниковой промышленности и стратегически важным элементом современной глобальной экономики.
В то же время Samsung объявил об увеличении инвестиций в производственные мощности микросхем до $151 млрд к 2030 году (кроме микросхем памяти, всего $450 млрд). В феврале 2021 года Samsung тоже объявил о строительстве передовой фабрики 3 нм в Техасе (среди клиентов — Intel с графическими процессорами). Строительство обойдётся примерно в $17 млрд. Цель состоит в том, чтобы в этом году приступить к строительству, начать установку основного оборудования с 2022 года и начать эксплуатацию в 2023 году. Впрочем, окончательное решение ещё не принято.
Правительство Южной Кореи вводит серьёзные налоговые льготы на капитальные затраты производителей микроэлектроники. Власти США рассматривают выделение $52 млрд бюджетных средств в Фонд развития национального производства микроэлектроники с общим объёмом инвестиций $110 млрд (в том числе строительство National Semiconductor Technology Center и инвестиции в научные разработки National Advanced Packaging Manufacturing Program). Это одна из главных инициатив президента Байдена.
В России самым передовым производством должен был стать завод «Ангрстрем-Т» в Зеленограде с техпроцессом 110–130 нм, а в перспективе до 90 нм (стоимость 896 млн евро), но его так и не достроили из-за банкротства компании. Там же в Зеленограде работает завод «Микрон»: диаметр пластин 200 мм, техпроцесс 90 нм.
Завод «Микрон»
Китай принял национальную программу, с целью догнать конкурентов по технологическому уровню производства памяти (Yangtze Memory и др.), процессоров и оборудования.
В прототипе используется 32-уровневые микросхемы флэш-памяти Skyscraper, разработанные Yangtze Memory Technologies Co. Фото: AP
После введения американских санкций против основных игроков Китая в стране расцвели десятки новых высокотехнологичных стартапов по производству микроэлектроники, пишет Nikkei Asia. У каждой американской компании в Китае теперь есть аналог: Naura Technology Group и Hwatsing Technology вместо Applied Materials, Advanced Micro-Fabrication Equipment вместо Lam Research и т.д.
