На стандартную полупроводниковую пластину диаметром 300 мм поместится 127 чипов Intel Sandy Bridge E 6C (435 мм2) или 836 чипов Qualcomm Snapdragon 835 (72,3 мм2). Фото: TSMC
Совет директоров Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. (TSMC) одобрил бюджет $3,5 млрд на строительство завода TSMC в Аризоне. Проект совместно финансируют TSMC, штат Аризона и федеральное правительство США. Ожидается, что фабрика выпустит первые полупроводниковые пластины в 2024 году.
В отличие от переговоров Samsung по заводу в Техасе, у TMSC уже реальный проект, согласованный со всеми сторонами, а теперь и оплаченный. Азиатские производители действительно строят в США самые передовые фабрики.
«На территории штата Аризона образуется дочерняя американская компания со 100% участием материнской TSMC, которая вносит уставной капитал 3,5 миллиарда долларов США (примерно 99,75 миллиарда тайваньских долларов)», — говорится в заявлении TSMC. Общий объём инвестиций за восемь лет составит $12 млрд.
Как и планировалось, строительство завода начнётся в 2021 году, а серийное производство — в 2024 году. Первоначальная производственная мощность завода составляет около 20 тыс. пластин в месяц (wafer starts per month, WSPM), в том числе по норме 5 нм. По мнению аналитиков, речь идёт о технологическом процессе N5, а также N5P. Кроме них, на фабрике могут внедрить техпроцесс нового поколения N4, то есть с нормой 4 нм, хотя официально об этом не объявлено.
В общей сложности с 2021 по 2029 год TSMC планирует вложить в строительство фабрики и закупку оборудования $12 млрд. Непосредственно на заводе будет работать около 1600 человек, а ещё несколько тысяч рабочих мест будет создано косвенным путём, то есть для обслуживания производства.
TSMC специально выбрала Аризону, потому что здесь расположено несколько заводов Intel. Соответственно, TSMC не придётся строить с нуля цепочку поставок и логистику своего производства — можно во многом полагаться на местных поставщиков, которые раньше работали с Intel. Учитывая потерю рыночных позиций и технологическое отставание Intel в полупроводниковой индустрии, в каком-то смысле это даже символично.
Самая передовая зарубежная фабрика TSMC
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 производственным предприятием TSMC за пределами Тайваня, хотя к 2024 году оно не освоит самый сложный техпроцесс 3 нм. Ожидается, что серийное производство по этой технологии начнётся на Тайване во второй половине 2022 года. Теоретически, есть вероятность, что такой конвейер в будущем развернут и на американском дочернем предприятии, но опять же об этом ничего официально не говорится.
Ключевые клиенты TSMC — это американские Apple, Altera/Intel, AMD/Xilinx, Nvidia, Qualcomm и многие другие американские компании. К тому же, крупные заказчики вроде Apple и Qualcomm часто размещают заказы по самой передовой технологии производства, какая только доступна на сегодняшний день. И заказы у них чрезвычайно крупные. Вот почему TSMC начала строить на Тайване так называемые гигафабрики — объекты с производственной мощностью от 100 тыс. WSPM. Так что если честно, американский завод на 20 тыс. WSPM с узлом 4-5 нм вряд ли будет обслуживать крупнейших клиентов.
Но этот завод явно улучшит отношения между TSMC и правительством США, что может принести TSMC контракты на производство военных чипов. Как известно, к этим чипам выдвигаются особые требования. Например, для некоторых микросхем поощряется производство на территории США и американскими компаниями. В то же время TSMC производит компьютерные чипы для истребителей F-35 и американских военных спутников. Поэтому американское правительство давно намекает тайваньским партнёрам, что хорошо бы перенести производство микросхем военного назначения с Тайваня в США с целью исключить вероятность китайского вмешательства.
Таким образом, наличие передового завода в США улучшит позиции TSMC в конкурентной борьбе с GlobalFoundries.
И ещё один важный аспект. Наличие фабрики в Аризоне позволит TSMC привлекать талантливых американских инженеров, что опять же делает её более конкурентоспособной в целом, ведь иначе эти инженеры могли бы пойти работать к конкурентам.
Даже с огромными инвестициями $12 млрд новый завод на 20 тыс. WSPM — далеко не самый крупный завод по меркам TSMC. Американская фабрика вчетверо меньше, чем крупнейшие заводы TSMC, а её производство составит всего 3% от текущих мощностей на Тайване, где четыре крупных производственных хаба по 6-7 заводов каждый выпускают более 12 млн пластин в год (в эквиваленте на 300 мм пластины).
Проект производственного кластера TSMC около Синьчжу (Тайвань), источник: DigiTimes
В обозримом будущем Тайвань останется основной производственной базой компании. TSMC инвестирует в производство десятки миллиардов долларов в год, так что $3,5 млрд в этом году — лишь капля в море. Одновременно с этой суммой были одобрены инвестиции $15,1 млрд на расширение тайваньских мощностей, в том числе строительство фабрики близ Синьчжу, которая будет использоваться для производства чипов 2 нм примерно в 2025-2026 годах (GAAFET, нанопровода). Это совершенно иной уровень, по сравнению с американским заводом.
