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.
Apple и Qualcomm: самые передовые клиенты
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.
Другие компании
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.
