Новости по теме «Samsung готовится к производству по 5 нм нормам»

Причиной этого роста называется необходимость накопления средств для открытия нового завода в Пхентаке, где будут выпускаться микросхемы по технологиям 5 нм и 4 нм, что необходимо для сохранения конкуренции с TSMC, продукция которой находится в дефиците.

Учитывая, что Samsung уже подписала договоры с рядом своих клиентов, повышение цены не должно сказаться на продукции для графических плат и других изделий, уже находящихся в производстве. Однако при необходимости заключения нового контракта, клиент будет вынужден заплатить и новую цену. Будем надеется, что у NVIDIA достаточно долгосрочный договор, и это подорожание её не коснётся.

Согласно информации, опубликованной Business Korea, компания Samsung снова испытывает проблемы с наладкой 5 нм процесса. Ранее сообщалось, что внедрение 5 нм технологии южнокорейским гигантом продвигается медленно, но было неясно, насколько всё плохо и удалось ли компании решить проблемы.

По информации прессы, технология 5 нм от Samsung страдает низким качеством продукции. Выпуск годных микросхем составляет 50%. Это значит, что каждый второй выпущенный чип является бракованным. И это очень плохо.

Обычно технология считается готовой для массового производства, когда доля годной продукции достигает 95%. При меньших величинах прибыльность такого производства резко падает. Компания Samsung запускает процесс 5 нм на заводе V1 Line, расположенном в Хвасоне. Для производства используется оборудование с ультрафиолетовой литографией, и несмотря на упорную работу инженеров результаты качества не превышают 50%.

Будем надеяться, что корейские специалисты найдут выход из сложившейся ситуации, это очень важно на фоне продолжающегося кризиса полупроводниковой продукции. Иначе нас ждёт очередное усиление дефицита.

Обе компании, и Samsung, и GloFo имеют свои предприятия в США. При этом рынок США является крупнейшим для TSMC, которая выполняет заказы для AMD, Apple, Broadcom, NVIDIA и Qualcomm, используя заводы, расположенные преимущественно в Тайване.

Samsung Austin Semiconductor, начавшая работу в 2005 году, была модернизирована для выпуска микросхем по 14 нм FinFET-технологии. При этом предприятие и далее планирует расширяться и внедрять более совершенные техпроцессы для выполнения заказов из США.

Решение Globalfoundries отказаться от гонки за 7 нм технологию привело к тому, что она меньше зависит от противостояния с TSMC на рынке передовых технологий. Тем не менее, в 2018 году GloFo объявила об активной работе с заказчиками на контрактной основе, но спустя год продала часть своего современного 300 мм завода в Нью-Йорке компании On Semiconductor.

Что касается самой TSMC, то она планирует построить и запустить завод с 5 нм технологией производства в Аризоне. Строительство начнётся в 2021 году, а начало производства микросхем запланировано на 2024 год.

Это важный шаг для индустрии, поскольку по слухам, NVIDIA будет использовать 5 нм процесс Samsung для производства новых GPU. Вероятно, это будут Ampere или Hopper.

«Во втором квартале компания нацелена на расширение лидерства в EUV, начиная с массового производства по 5 нм, пристально изучая неопределённую рыночную ситуацию, вызванную COVID-19» — говорится в отчёте компании.

Также компания сообщила о дальнейшем развитии, после запуска 5 нм процесса. Так, она планирует разрабатывать 3 нм производственный процесс GAAFET. При этом в будущее Samsung пока смотрит осторожно.

Теперь компания решила, что второе поколение 3 нм производственного процесса, который сейчас называется SF3, будет переименован в 2 нм SF2. Данный ребрендинг позволит южнокорейскому гиганту упростить номенклатуру своих техпроцессов и лучше конкурировать с заводами Intel, по крайней мере, визуально.

В то же время Intel уже в этом году запустит процесс 20A, технологию 2 нм класса. При этом Samsung уже уведомила заказчиков об изменениях наименования с SF3 на SF2. Компания уже пошла настолько далеко, что начала переподписывать договоры с заказчиками, которые ждут продукцию по нормам SF3.

Южнокорейская компания планирует запустить переименованный процесс SF2 во второй половине 2024 года. Технология будет использовать транзисторы с окружающим затвором GAA, которые Samsung называет Multi-Bridge-Channel Field Effect Transistors (MBCFET), и не предлагает подвод энергии с обратной стороны, что является важным преимуществом у Intel 20A.

Компания отметила, что, в отличие от 16 Гб модулей, для производства которых использовалась технология Through Silicon Via (TSV), микросхемы объёмом 32 Гб не нуждается в ней. Тем не менее, энергопотребление у новых модулей на 10% меньше, чем у прошлого поколения. В результате эта память является хорошим решением для систем с высоким энергопотреблением, вроде промышленных центров обработки данных.

Новые микросхемы памяти DDR5 объёмом 32 Гб запланированы к массовому производству на конец этого года.

За последние годы Samsung Foundry потеряла ряд клиентов из-за высокого процента производственного брака и проблем с теплоотводом.

И вот теперь инвестиционная фирма Hi Investment & Securities опубликовала отчёт, согласно которому выход годной продукции по 4 нм процессу Samsung Foundry превысил уровень 75%. У TSMC этот уровень составляет 80%. В то же время при производстве по 3 нм нормам у корейской компании дела идут лучше. Так, выход годной продукции у Samsung составляет 60%, в то время как у TSMC — 55%. Это значит, что Samsung добилась лучших результатов и большей эффективности производства, что может позволить ей вернуть клиентов, потерянных на этапах лидерства 4 нм и 5 нм технологий.

NVIDIA и Qualcomm сообщают, что рассматривают вариант возвращения к Samsung на второе поколение 3 нм процесса (SF3), в основном из-за того, что производственные мощности TSMC выкуплены Apple. Кроме того, чипы TSMC, которые будут производиться на заводах в Японии и США, будут на 15—30% дороже тайваньских, что также подталкивает заказчиков к смене подрядчика.

Для производства используется архитектура транзисторов GAA (Gate-All-Around — окружающий затвор). Мультимостовые каналы FET (MBCFET) и технология GAA объединены Samsung впервые в мире, обойдя ограничения FinFET. При этом удалось поднять энергоэффективность за счёт снижения напряжения поддержки, а также увеличить производительность, подняв силу тока.

Южнокорейский гигант начал первое применение нанолистовых транзисторов в составе высокопроизводительных полупроводниковых чипов.

Если говорить в цифрах, то изменения при переходе от 5 нм к 3 нм станут весьма значительными. Так, энергопотребление будет снижено на 45%, а производительность вырастет на 23%. Площадь микросхемы при этом будет снижена на 16%. При переходе на второе поколение 3 нм процесса энергопотребление будет снижено на 50%, производительность вырастет на 30%, а площадь будет снижена на 35%.

Таким образом «зелёные» забронировали 5 нм производство для выпуска GPU серии Lovelace, которые будут применяться в видеокартах поколения GeForce RTX 40.

Несмотря на то, что NVIDIA является давним клиентом TSMC, источник отмечает, что фирме не удалось заключить настолько выгодный контракт, как это вышло у Apple, MediaTek и AMD. Сообщается, что NVIDIA пришлось внести за будущие микросхемы гигантскую переплату.

Речь идёт о предоплате в 1,64 миллиарда долларов в III квартале 2021 года, а в I квартале 2022 года будет внесено ещё 1,79 миллиарда. Всего же на производство GPU NVIDIA потратит невероятные 6,9 миллиардов долларов, что больше, чем было выплачено в 2020 году. Важно отметить, что эта сумма касается и Samsung, которая также будет выпускать GPU для NVIDIA, однако большую её часть получит всё-таки TSMC за 5 нм технологию.

Её использование означает снижение энергопотребления на 85%, по сравнению с существующей технологией. Обе компании заявили, что новая архитектура позволит создавать полупроводниковые устройства толщиной менее нанометра.

Нынешняя конструкция интегральных схем предполагает горизонтальное размещение транзисторов. Электрический ток протекает в них от края до края, насквозь. Закон Мура гласит, что число транзисторов, то есть плотность интегральных схем, удваивается каждые два года. Но инженерные идеи уже заканчиваются, и дальнейшее уменьшение размеров оказалось под угрозой.

Новая архитектура транзисторов Vertical Transport Field Effect Transistors (VTFET) меняет всё. Используя её, производители смогут размещать транзисторы перпендикулярно к плоскости чипа, что позволит продлить жизнь закону Мура. Также эта архитектура сможет обеспечить удвоение производительности или снижение энергопотребления на 85%, по сравнению с нынешними решениями. Это значит, что ваш смартфон от одной зарядки сможет проработать не один день, а целую неделю.

По мнению Кристиано Эймона, исполнительного директора Qualcomm, мировой дефицит микросхем уже 2022 году пойдёт на спад, а уже сейчас ситуация начинает улучшаться.

По мнению директора, ситуация с микросхемами в будущем году заметно улучшиться, по сравнению с 2020 годом. Сейчас компания испытывает проблемы с поставками процессоров, что привело к сокращению производства смартфонов. Флагманская SoC нового поколения Qualcomm Snapdragon 8 Gen будет изготавливаться по 4 нм технологии на заводах Samsung. При этом степень выхода годной продукции Samsung Foundry позволит Qualcomm обеспечить спрос в следующем году.

Будем надеется, что предсказания господина Эймона сбудутся. По крайней мере, такие прогнозы куда более оптимистичны тех, что недавно дала IBM, по мнению которой дефицит продлится минимум до 2023 года.

Корейский гигант заявил, что уже в первой половине 2022 года он начнёт производство микросхем по технологии 3 нм, а второе поколение этих чипов появится в 2023. Двумя годами позднее, в 2025, компания будет готова реализовать 2 нм технологию.

Новые техпроцессы компании будут использовать технологии GAA и Multi-Bridge-Channel FET. Первая версия 3 нм процесс производства обеспечит 35% сокращение размера, 30% прирост производительности или 50% снижение энергопотребления, по сравнению с 5 нм технологией. Также 3 нм блины логически близки к технологии 4 нм, которая уже выведена Samsung на массовое производство.

В то же время представитель Samsung на конференции сообщил, что компания продолжит инвестировать в технологию FinFET. Несмотря на то, что 14 нм процесс FinFET устарел на несколько лет, компания продолжает его улучшать, добавив поддержку высокого напряжения 3,3 В и встраиваемую твердотельную память MRAM, повышая скорость и плотность записи.

Главной причиной подорожания станут проблемы в производстве контроллеров NAND Flash, вызванные отключением питания на заводе Samsung в Остине.

Аналитики отмечают, что цена на накопители во втором квартале вырастет примерно на 3—8%.

Изначально предполагалось, что потребительские SSD во втором квартале не изменят своей стоимости, по сравнению с первым, однако теперь они прогнозируют небольшое подорожание. Категория промышленных SSD прогнозировалась с приростом цены 0—5% во втором квартале, теперь же прогноз поднят до устойчивого 5% подорожания.

Завод Samsung в техасском Остине столкнулся с отключением электропитания во время снежных штормов, накрывших Техас во второй половине февраля. Аналитики TrendForce полагают, что завод не вернётся к нормальной работе до конца марта, что ограничит возможности Samsung по выпуску SSD.

Однако позднее в этом году Apple представит новый iPhone, возможно и появление новых SoC для компьютеров. Также этим процессом хотят воспользоваться AMD и Qualcomm, у которых также будут объёмные заказы. Всё это вынуждает TSMC подготовиться.

Китайская аналитическая компания China Renaissance Securities сделала прогноз, согласно которому тайваньский производитель удвоит свои мощности по технологии N5 и родственным (включая N5, N5P и N4) до 120 000 блинов в месяц. В отчёте сообщается, что большая часть капитальных затрат TSMC в этом году была направлена на подготовку для масштабирования производства.

Следующим техпроцессом TSMC, который будет использоваться длительное время, станет N3. Рисковое производство по этой технологии должно начаться уже в этом году. Массовое же производство по этой технологии стоит ожидать лишь во второй половине 2022 года. Вполне возможно, что Apple сможет использовать технологию TSMC N3 для выпуска процессоров для iPhone 14.

Большие заказы на технологию 7 нм держит AMD, а вот лидером заказов на 5 нм процесс является Apple.

Согласно свежим отчётам, Apple заняла более 50% рынка. Как правило доступные объёмы производства связаны с оплатой. Чем больше вы платите, тем более ценным клиентом являетесь, и тем больше ресурсов вам будет выделено.

Настораживают в этом отчёте объёмы производства, закреплённые за AMD и NVIDIA, которые составляют лишь 5% и 3% соответственно. Однако у всей этой математики есть один большой изъян. Никто не знает реальных производственных возможностей TSMC по 5 нм стандартам. Так что учитывая нынешнее распределение 7 нм технологии, приведенные числа для 5 нм процесса вызывают сомнения. Сейчас AMD занимает 27% производственных возможностей 7 нм процесса, а NVIDIA — 21%, однако у последней есть ещё заказы в Samsung. Ещё одной интересной деталью является появление в статистике 7 нм технологии компании Intel.

Мы видим, как TSMC увеличивает производство до невероятных высот. И вполне возможно, что с популяризацией 5 нм процесса маятник вновь качнётся в сторону AMD и NVIDIA.

Наши коллеги из DigiTimes поговорили со специалистами индустрии и заключили, что это вряд ли произойдёт. Утверждается, что главная проблема ограниченных поставок связана с дефицитом подложек.

Отмечается, что AMD не сможет отказаться от TSMC при производстве чипов по 5 нм нормам и тем более по 3 нм. Продолжающиеся проблемы связаны в первую очередь с нехваткой подложек для производства микросхем, а не с нехваткой мощностей.

Дефицит подложек, в свою очередь, является продолжением коронокризиса, когда производители были вынуждены остановить выпуск продукции и закрыться на карантин. Множественные сбои и неритмичные поставки и привели к такой ситуации.

И вот, согласно свежим слухам, AMD ведёт переговоры с другим производителем чипов, компанией Samsung.

По данным корейских источников, AMD пытается увеличить производственные мощности на 50%. Однако выполнить эту задачу совместно с TSMC практически невозможно, поскольку компания высоко загружена заказами.

Чтобы выполнить свои планы по поставкам AMD хочет заказывать производство некоторых из своих APU и GPU у южнокорейского гиганта. В настоящее время Samsung успешно производит графические процессоры для NVIDIA серии RTX 30 по 8 нм нормам.

Пока никаких официальных комментариев об этих переговорах нет, но если слухи правдивы, то информация подтвердится в ближайшие месяцы.

Сайт TrendForce сообщает, что, начиная со второго полугодия, 20—25% производственной мощности TSMC будет передано на продукты, отличные от CPU. Однако, что более интересно, TSMC будет изготавливать для Intel процессоры Core i3 по собственной 5 нм технологии.

В настоящее время Intel не может производить процессоры по 5 нм нормам, и вместо того, чтобы много лет разрабатывать эту технологию, она решила воспользоваться услугами своего давнего конкурента, а теперь партнёра, TSMC.

Отмечается, что TSMC будет производить некоторую часть процессоров Intel среднего и верхнего ценового диапазона по 3 нм нормам в 2022 году. По словам TrendForce, Intel продолжает заказывает на стороне производство, что позволяет высвободить собственные производственные линии для выпуска наиболее прибыльных CPU.

По информации Digitimes компания TSMC столкнулась с трудностями при разработке 3 нм процесса, которые могут привести к задержке реализации технологии. В свою очередь и Samsung не может достичь успеха с 3 нм технологией, что также выбивает её из графика. Всё это может привести к тому, что 5 нм процесс будет существовать дольше, чем планировалось, замедлив прогресс компаний, полагающихся на передовые технологии производства.

Если это так, то у Intel есть отличный шанс догнать Азиатские компании. В настоящее время Intel расширяет ассортимент продуктов, изготавливаемых по 10 нм нормам. При этом 10 нм технология Intel эквивалентна 7 нм TSMC в плане размеров транзисторов.

Корейская газета Korea Economic Daily сообщает, что «Samsung, второй в мире производитель микросхем, заключил соглашение о выпуске для NVIDIA графических процессоров нового поколения Ampere, для карт серии GeForce RTX30, используя свою технологию 8 нанометров».

По словам аналитиков, это важный контракт для корейского производителя. Последнее время ходили сухи, что причина дефицита видеокарт NVIDIA кроется в трудностях производства GPU у Samsung. Однако американская компания в очередной раз выбрала 8 нм технологию Samsung для производства GPU, не позволив упасть её репутации.

«Представители индустрии заявили, что NVIDIA предпочла Samsung тайваньской TSMC, за её технологии и необходимость быстрого выпуска чипов», — говорится в публикации.

В ходе встречи с аналитиками на 24-й ежегодной технологической конференции Credit Suisse она рассказала о дефиците, с которым также столкнулась и AMD, и о том, что ситуация более сложная, чем раньше считалось.

С одной стороны, поставки ограничены из-за проблем с производством у Samsung, которая является производственным партнёром NVIDIA для серии чипов Ampere. Однако объёмы производства также ограничены проблемами поставок определённых подложек и компонентов. Таким образом, увеличение производственных мощностей заводами Samsung и TSMC не разрешит волшебным образом появившиеся проблемы.

В NVIDIA считают, что баланс между поставками и спросом будет достигнут через несколько месяцев. «Мы ожидаем, что, возможно, понадобится пара месяцев, чтобы догнать спрос, но в настоящее время, нам на самом деле очень трудно определить количество», — заявила госпожа Кресс, — «Но мы остаёмся нацеленными на стремлении вывода наших комплектующих на рынок в этот крайне важный предпраздничный период. Каждый день ситуация продолжает улучшаться. Однако мы сможем предоставить больше информации к концу квартала».

Это будет улучшенная версия технологии 3 нм. Наверное, никого не удивит, что одним из первых клиентов на неё будет Apple. Это компания всегда отличалась большими аппетитами на производственные мощности. И теперь эти аппетиты выросли, ведь к SoC для iPhone и iPad теперь добавились ещё и процессоры для ПК.

Массовое производство по 3 нм технологии начнётся уже во второй половине 2022 года. А уже годом позднее появится улучшенная версия этой технологии.

В настоящее время тайваньский производитель микросхем является лидером рынка и предлагает удобные для разработчиков решения и передовые технологии производства. На втором месте находится Samsung, однако её технологии не столь совершенны, как у TSMC. Остальные же производители уже несколько лет не могут угнаться за лидерами.

Компания уверяет, что она сумела создать «первую в индустрии работоспособную 3D-SRAM-логику по 7 нм технологии и более новой». Для построения такой микросхемы применяются сквозные межслойные связи Through-Silicon Via (TSV), которые обеспечивают надёжное соединение даже в случае применения процесса EUV. Однако, что боле важно, технология X-Cube обеспечивает «значительный прорыв в скорости и энергоэффективности».

При построении тестового чипа инженеры Samsung изготовили логическое ядро с расположенным поверх пакетом SRAM. Соединение осуществлялось посредством TSV, технологии, ранее зарекомендовавшей себя в микросхемах памяти, позволяющей сократить дистанцию прохождения сигнала и уменьшающую размеры интегральной схемы.

По словам Samsung, X-Cube доступен для партнёров по технологиям производства 7 нм и 5 нм. В компании надеются, что представленная технология сможет привлечь больше контрактных заказчиков.

Технологии, предполагающие размер элементов менее 7 нм очень тонкие, ведь транзистор может быть повреждён из-за малейших включений в применяемые материалы. Поэтому производители прикладывают все силы к получению максимально чистых компонентов и тратят всё больше сил на внедрение новых технологий.

По информации промышленных источников, компания Samsung столкнулась с проблемами по внедрению 5 нм технологии EUV. Эти новости появились после того, как стало известно, что новое поколение 5G-чипсетов Qualcomm находится под угрозой срыва из-за производственных проблем Samsung.

В чём именно заключаются проблемы, и что их вызвало — не сообщается. Причин может быть масса, но факт в том, что Samsung не готова к массовому производству 5 нм продукции. Всё это может привести переносу заказов Qualcomm на TSMC, однако это потребует дополнительной конструкторской работы, да и не факт, что тайваньская компания сможет принять эти заказы.

Так, согласно утечке сведений, TSMC будет изготавливать микросхемы по технологиям N5 и N5+ для огромного количества клиентов. Речь идёт о таких заказчиках, как AMD с процессорами Zen 4 и GPU на основе RDNA 3, будущей архитектуре NVIDIA Hopper, а также массе других заказчиков, включая Qualcomm с будущей SoC Snapdragon 875 и 5G-модемом Snapdragon X60.

Также новую 5 нм технологию будет использовать Broadcom для выпуска своих новых высокоскоростных процессоров, другие компании, например, MediaTek, для выпуска серии 5G-чипов Dimensity 2000, графических процессоров Intel Xe, Apple для выпуска A15, Huawei для HiSilison Kirin 1100 и другие.

«5 нм процесс TSMC перейдёт в третью фазу в массового производства в III квартале. При этом заказы на второе полугодие от Apple и HiSilicon, а также других крупных клиентов, включая Qualcomm, Mediatek, Xilinx, Broadcom, AMD и NVIDIA, уже включают 5 нм конструкции чипов, которые войдут в массовое производство в течение следующих двух лет. В дополнение, ходят слухи, что Intel может разместить в TSMC на аутсорс некоторое производство 5 нм чипов. По мнению аналитиков, TSMC достигнет 10% доли своей прибыль от 5 нм процесса уже в этом году, а в следующем году установит рекорд в 25—30%», — говорится в статье.