Новости по теме «TSMC: Разработка 3 нм EUV протекает успешно»

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.

В 2021 году компания Intel объявила о программе IDM 2.0, изменив подходы к производству чипов. Подавляющее большинство процессоров по-прежнему изготавливается самой Intel, однако некоторая часть уже заказана на стороне, у TSMC. И на будущее у Intel есть контракт с TSMC на выпуск процессоров Arrow Lake по нормам 3 нм.

Первые чипы Arrow Lake должны были появиться в III квартале 2024 года, но по сообщениям DigiTimes, теперь планы иные. Производство 3 нм процессоров перенесено на IV квартал, а значит в продаже эти процессоры появятся не раньше начала 2025 года.

Дело в том, что по данным самой TSMC, плотность кэш-памяти SRAM в новой технологии 3NE будет точно такой же, как и у 5 нм предшественника.

Более совершенная версия 3NB является более нишевой, и она уже будет иметь некоторое масштабирование SRAM, правда, всего на 5% по сравнению с 5 нм. При этом транзисторы в ядрах будут уменьшены в традиционные 1,6—1,7 раза, хотя этот процесс весьма сложен и эти цифры говорят о Законе Мура весьма приближённо.

Проблема заключается в том, что уменьшить размер процессора, не уменьшая физический размер кэша — невозможно. Процессор настолько большой, насколько большой у него кэш. Место на кристалле, занятое кэшем, не может быть использовано под размещение логики, а учитывая рост числа логических транзисторов производителям микросхем нужно продолжать наращивать размер кэша, чтобы избежать узкого места, связанного с памятью.

И размер транзисторов, с каждым производственным поколением, продолжает сокращаться, а вот компенсировать увеличение кэша за счёт уменьшения SRAM — не удаётся. И именно этот процесс может стать началом конца Закона Мура.

Сайт DigiTimes сообщает, что блины, которые будут изготовлены по 3 нм нормам, обойдутся заказчикам в 20 000 долларов, на 25% дороже, чем по 5 нм технологии. Что касается процесса 5 нм, то такие блины будут стоить 16 000 долларов, а 7 нм — 10 000 долларов.

20 000 долларов за один блин с микросхемами — это рекордная цена. Однако «TSMC вкладывает огромные средства в развитие, и прикладывает все силы, чтобы клиенты имели доступ к лучшим технологиям в мире».

Сейчас технологические гиганты вроде Apple, AMD и NVIDIA бронируют производство для своих самых современных микросхем. А учитывая, что цена производства вырастет на 25%, нас ожидает заметное подорожание всей электроники.

В то же время DigiTimes сообщает, что TSMC готова к переходу на 3 нм процесс для массового производства во втором полугодии. Так же компания идёт по пути перехода на более усовершенствованные версии процесса 3 нм в том же временном периоде.

Исполнительный директор TSMC Сиси Веи в ходе апрельского финансового отчёта сообщил, что спрос на 3 нм чипы подпитывается как высокопроизводительными вычислениями, так и смартфонами. Также компания видит продолжающийся высокий интерес к 3 нм чипам со стороны потребительского сегмента.

Изначальные объёмы производства по 3 нм нормам составят 30 000 — 35 000 блинов в месяц. Уже в апреле TSMC предоставит первые 3 нм микросхемы Apple для производства iPad.

В ноябре прошлого года сообщалось, что третье поколение заказных чипов для Apple будет произведено по 3 нм процессу TSMC. Эти чипы будут содержать от 4 до 40 ядер. Кроме того, Intel также будет среди первых получателей продуктов по 3 нм нормам.

Производственные мощности на процесс 3 нм уже полностью зарезервированы. Спрос на передовые технологии тайваньского производителя невероятно высок, и нет сомнений, что некоторые разработчики микросхем надеются на приход Intel, которая сможет ослабить дефицит.

Кроме большей плотности 3 нм технология TSMC должна обеспечить на 10—15% большую производительность и в то же время эквивалентное энергопотребление, либо снижение потребления энергии на 25—30% при той же скорости работы.

Крупнейшим клиентом компании на следующий год станет Apple. Компания из Купертино планирует изготавливать по 3 нм технологии процессоры для разных устройств, включая iPhone и компьютеры Mac.

Сайт Nikkei Asia сообщает, что Apple и Intel уже тестируют конструкцию своих микросхем с производственной технологией 3 нм от TSMC. Суть процесса заключается в получении готовых микросхем во второй половине следующего года.

По данным TSMC, технология 3 нм может увеличить производительность вычислений на 10—15%, по сравнению с 5 нм, при этом снизив энергопотребление на 25—30%.

По всей видимости, первым устройством с 3 нм процессором станет Apple iPad. Телефоны iPhone, которые выйдут в следующем году, должны использовать 4 нм процессоры из-за графиков планирования.

Что касается Intel, то она работает над двумя 3 нм проектами с TSMC, которые нацелены на ноутбуки и центры обработки данных. Массовое производство этих процессоров запланировано на конец 2022 года.

Новый технологический процесс N4, также называемый 4 нм, TSMC планирует опробовать уже в III квартале 2021 года. В ближайшие месяцы фирма начнёт рисковое производство микросхем.

Следующим же этапом станет технология N3, 3 нм. Она будет запущена на совершенно новом заводе во второй половине 2022 года и станет первой в мире технологией производства такого уровня.

И хотя такая модернизация стоит очень дорого, вряд ли компания испытывает проблемы с финансами. На фоне продолжающегося дефицита микросхем TSMC уже уведомила своих клиентов об очередном повышении цены на производство.

Технология N3 позволит поднять производительность на 10—15%. При этом массовое производство по технологии с элементами 3 нм начнётся во второй половине 2022 года. Этот основанный на FinFET процесс обещает заметный прорыв, по сравнению с N5 первого поколения. Он не только обеспечит прирост производительности в 10—15%, но и снизит энергопотребление на 25—30% при той же скорости. Плотность транзисторов увеличится в 1,7 раза, а памяти SRAM в 1,2 раза. Плотность аналоговых устройств возрастёт в 1,1 раза.

Спрос на эту технологию будет крайне высоким. Компания ожидает, что по этому процессу будет произведено вдвое больше микросхем, чем по N5.

Следующий шаг, N2, станет самым значим прорывом в производстве микросхем за последние годы. В этом процессе TSMC откажется от FinFET в пользу нанолистовой технологии. По словам компании, нанолистовые транзисторы имеют на 15% меньше Vt-вариаций, что «очень хорошо», по сравнению с FinFET.

Также говоря о 2 нм технологии, компания сообщила, где будет находится это предприятие. Его построят в тайваньском Синьчжу. Называться предприятие будет Fab 20. Пока же возведение завода находится на этапе приобретения земли.

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.

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.

Теперь же, подтверждая Закон Мура, TSMC планирует 3 нм технологию производства, обещая начало массового выпуска уже в 2022 году. Об этом сообщил Джянгуан Ван, старший вице-президент TSMC по производственным операциям. Это значит, что 3 нм технология будет доступна на год раньше первоначального плана. Компания продолжает строить новый завод по производству 3 нм микросхем, что подтверждает заявленные планы.

Можно ожидать, что первая волна продуктов, изготовленных по 3 нм процессу, появится уже в конце 2022 года, как раз к праздничному сезону. Первые клиенты наверняка будут традиционными — Apple и HiSilicon.

Мы все считаем, что уменьшение техпроцесса приводит к росту плотности транзисторов на пластине за счёт того, что ключевые элементы становятся всё меньших размеров. Однако Вон заявил, что современные схемы наименования техпроцессов не имеют отношения к технологическим решениям, реализованным в микросхемах. Он отмечает, что это лишь брендинг.

«Раньше было так, что технологический узел, величина узла, что-то означала, как-то выражалась технологически на пластине. Сегодня эти значения — просто числа. Они как модели автомобилей. Как BMW пятой серии, или Mazda 6. Не имеет значения, что значат эти числа, это просто цель для следующей технологии, имя для неё. Так что давайте не путать наименования узлов с тем, что эта технология на самом деле предлагает».

При этом завод будет использовать 20% возобновляемой энергии и 50% перерабатываемой воды. Разрешение на строительство было выдано в конце декабря администрацией по защите окружающей среды, после повышения обещанного уровня использования возобновляемых ресурсов.

Компания планирует вложить в проект 19,5 миллиардов долларов. Строительство должно начаться в 2022 году. Первая продукция должна быть выпущена в том же 2022 году или начале 2023 года. На той же площадке TSMC уже строит 5 нм завод, который начнёт работу в конце 2019 или начале 2020 года.

При этом 25% прибыли в 2023 принесли TSMC Apple, 11% NVIDIA и 7% AMD. Также среди заказчиков присутствуют Qualcomm, MediaTek, Broadcom и Intel, все они используют новейшие техпроцессы выпуска. Отчёт гласит, что 5 нм доля занята 70—80%, а 3 нм процесс — занят на 90%, что обеспечено высоким спросом на ускорители ИИ, такие как NVIDIA A100 и H100, а также AMD Instinct MI250 и MI300.

В этом году объёмы упаковки CoWoS у TSMC также вырастут с 13 000 в прошлом году до 30 000 в текущем.

При этом NVIDIA A100 и H100, а также AMD Instinct MI250 и MI300, изготавливаются по 7 нм и 5 нм нормам. Ёмкости 3 нм пока заняты чипами Apple серии A, однако Qualcomm и MediaTek также заказывают производство по этим процессам, что лишь только увеличивает очередь.

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.

Кроме этого источник также сообщил, как будут изготовлены ядра Nirvana Zen 5 и Prometheus Zen 5c. Отмечается, что CCD первого процессора будут выпускаться по стандартам TSMC N3, в то время как ранние слухи гласили, что это будет технология N4. Что касается Zen 5c, то этот чип также будет применять 3 нм процесс.

Ранее сообщалось, что процессоры AMD Zen 5 Granite Ridge уже находятся в производстве, однако пока никаких подтверждений этому нет. По всей видимости, всё начнётся через перу-тройку месяцев.

Эта технология от ведущей технологической компании Тайваня будет в первую очередь доступна для Apple. По всей видимости, процесс будет использован для новых процессоров Apple, которые найдут себе место в iPhone 17 Pro и устройствах Pro Max 2025 года. Нынешнее поколение 3 нм класса от TSMC продолжит использоваться для чипов устройств Apple в iPhone 16 Pro/Pro Max в течение всего следующего года.

Нынешние процессоры Apple A17 Pro и M3 лежат в основе смартфонов iPhone 15 Pro/Max и компьютеров Mac второй половины этого года, построены по технологии N3, которая обеспечивает 183 миллиона транзисторов на квадратный миллиметр. При этом у компании есть ещё две технологии этого класса: N3E с 215,6 Мтр/мм², которая только вышла в массовое производство, и N3P с 224 Мтр/мм², которая выйдет в 2024. Примечательно, что процесс N2 обеспечит 259 Мтр/мм², что характеризует N3P как промежуточный процесс производства.

Всего несколько лет назад выпуск одного 300 мм блина TSMC стоил порядка 5000 долларов, в зависимости от заказчика. Однако теперь, с переходом на 3 нм процесс, цена одного блина выросла до 20 000, в 4 раза. И такая стоимость оказалась неподъёмной для NVIDIA и AMD. Как известно, NVIDIA уже использовала процесс N8 от Samsung, однако производит Ada Lovelace по процессу 4N снова на TSMC. Дальнейший же технологический рывок будет стоить для компаний слишком дорого.

Однако у производителей мобильных систем выбора нет. И Qualcomm, и MediaTek вынуждены использовать TSMC N3 как наиболее эффективное решение на рынке. Сообщается, что аналогичные решения Samsung дают на 10% меньшую производительность. Заказчики же крупных процессоров, такие как AMD и NVIDIA, пока ожидают удешевления процесса производства, в надежде на снижения брака и уменьшение себестоимости, либо же доводки аналогичной технологии у конкурентов.

Сможет ли Samsung догнать TSMC пока не ясно. У тайваньской компании дела пока идут неплохо, однако в будущем возможны изменения. Кроме того, Intel возлагает большие надежды на модель IDM 2.0 Fab, и если она сможет добиться успеха с технологией Intel 18A, это непременно разобъёт монополию TSMC.

Если эти слухи окажутся правдой, то это непременно скажется на всей индустрии. Причиной же задержки могут быть несколько факторов, включая архитектурный переход от FinFET к Gate-All-Around (GAA), а также возможные инженерные вызовы при уменьшении транзисторов до 2 нм. Как известно, TSMC является лидером рынка, однако она находится под постоянным прессингом конкурентов, так что потенциальная задержка позволит Samsung усилить свои позиции, тем более что корейский гигант уже перешёл на транзисторы GAA, начиная с 3 нм процесса.

Однако вполне возможно, что пока просто слишком рано задумываться о процессах, которые возможны только в 2025 году и позднее. Сама TSMC отрицает проблемы и готовится к пилотному выпуску 2 нм микросхем уже в 2024 году и массовому производству в 2025 году. Возможные задержки в реализации планов заставит заказчиков скорректировать свои стратегии развития или искать других поставщиков.

В ходе конференции с аналитиками исполнительный директор TSMC Веи сообщил, что спрос на 3 нм чипы превышает производственные возможности. Также аналитики отмечают, что проблемы с инструментарием TSMC и качеством повлияли на способности компании ускорить массовое производство.

В настоящее время выход годной продукции для чипов Apple A17 и M3 достигает 55%. При этом компания имеет план по увеличению качества на 5% в ближайшие кварталы.

Процессоры Apple A17 и M3 будут построены по второму поколению 3 нм процесса. Данные чипы найдут себе место в iPhone 15 Pro и новых компьютерах Mac.

В то же время у TSMC есть планы по переходу на 2 нм процесс в 2025 году.

Крупнейший производитель микросхем, TSMC, в ближайшее время сократит производство процессоров хай-энд класса. Причиной этому стал экономический спад, накрывающий планету. По данным DigiTimes в 2023 году десять крупнейших заказчиков сокращают заказы, что негативно скажется и на доходах и самой TSMC. Как известно, в конце декабря компания начала массовое производство микросхем по 3 нм нормам. Первоначальный спрос на него был велик, однако теперь интерес к нему снижается.

При этом спрос на 4/5 нм производство остаётся весьма высоким, а процессы 6 нм и 7 нм будут использованы намного меньше, загрузка оборудования составит порядка 50%. Объяснение этому весьма простое: на фоне мирового финансового кризиса люди вряд ли будут покупать новые гаджеты хай-энд уровня, что даёт дополнительный смысл для продолжения использования технологии нынешнего поколения с размерами элементов 4-5 нм.

В свою очередь, это приведёт к сокращению поступления финансов к TSMC и сложностям с инвестициями в дальнейшее развитие технологии.

Отмечается, что новый завод будет размещён в научном парке Taoyuan, что в часе езды от Тайбэя. В этом научном парке TSMC уже имеет пару предприятий по упаковке чипов и по их тестированию, что делает такое размещение предприятия вполне логичным. Тем не менее, компания пока не планирует начинать опытное производство на этом предприятии ранее 2027 года, и пока не сообщает каких-либо деталей об этом проекте.

Примечательно, что TSMC планирует строить новый завод и развивать более тонике технологии на фоне снижения мировой экономики. В текущем квартале компания запустит свой первый коммерческий продукт по технологии N3, а уже в 2023 году по этому техпроцессу будет изготавливаться 4—6% продукции. Технология N2 должна выйти на коммерческий уровень в 2025 году, однако об этой технологии пока известно крайне мало. Процесс N1 должен привести к размеру элементов 1,4 нм, однако пока это лишь расчёты компании, и работа находится на ранних этапах.

Согласно сведений DigiTimes, Apple, AMD и NVIDIA планируют скорректировать свои заказы TSMC в соответствии со спросом.

Так, компания из Купертино планирует сократить целевые поставки iPhone 14 на 10% до 90 миллионов штук.

Что касается производителей видеокарт, то сейчас этот рынок пересыщен предложениями б/у ускорителей из-за резкого спада доходности от майнинга. На фоне этого AMD сократила заказы 7/6 нм блинов на 20 000 штук в период с IV квартала 2022 года по I квартал 2023 года. Заказы по 5 нм нормам остались неизменными.

Другой поставщик GPU, компания NVIDIA, сменил основного производителя чипов с Samsung на TSMC, и теперь на пересыщенном рынке компания решила затянуть момент выпуска новых GPU на 1 квартал, на начало 2023 года. Однако NVIDIA ещё предстоит найти клиентов на свои заказы у TSMC.