Новости по теме «TSMC начнёт рисковое производство N4 в III квартале»

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.

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.

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.

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.

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».

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.

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 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.

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.

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.

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%.

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.

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.

По сути, фирма сообщила, что тестовое производство по 4 нм нормам начнётся в III квартале с дальнейшим ускорением. В то же время 3 нм процесс по-прежнему запланирован к массовому производству на следующий год.

Кроме того, тайваньский гигант также рассказал о новой технологии N5A, которая основана на процессе 5 нм. Эта модернизированная технология обеспечит более эффективные и мощные решения для автомобильной промышленности, позволит улучшить функции ИИ и цифровизации салона автомобиля. В дополнение, этот процесс соответствует стандарту качества и надёжности AEC-Q100 Grade 2 для автомобильной продукции и будет готов в III квартале 2022 года.

Компания также рассказала о дальнейших усовершенствованиях трёхмерной технологии 3DFabric, которая продолжит улучшать возможности стеков в пакете. Иными словами, заказчикам будет доступно больше уровней в чиплете и большая скорость памяти. В качестве примера приведено решение InFO_B, которое спроектировано для создания мощных и компактных процессорах в малых пакетах, для мобильных устройств, за счёт стеков памяти.

В этом году TSMC значительно увеличила бюджет разработки новых технологий до 25—28 миллиардов долларов, с дельнейшим его ростом до 30 миллиардов. Это финансирование является частью трёхлетнего плана по затратам на производственные мощности и исследования, который предполагает оприходование 100 миллиардов долларов.

Семейство процессов N5 от TSMC также включает его эволюционное поколение N4, рисковое производство по которому начнётся позднее в текущем году и будет применяться для массового производства в 2022 году.

Также в 2022 году крупнейший производитель микросхем готовится выпустить абсолютно новый техпроцесс N3, который сохранит использование транзисторов FinFET, однако предложит PPA модернизации всего пакета.

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.

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.

Компания отметила, что планирует начать рисковое производство уже в 2021 году, а к массовому выпуску она перейдёт в 2022 году. До выпуска N3 компания будет вести производство по нормам N5 (5 нм) и N5P (5 нм+).

Пятинанометровый процесс обеспечивает 15% прирост производительности по сравнению с 7 нм, при сохранении энергопотребления. Альтернативно заказчики могут получить 30% снижения потребления энергии без прироста к скорости. Переход на 5 нм обеспечит увеличение транзисторной плотности в 1,8 раза.

Следующая технология, 5 нм+, станет модификацией 5 нм и обеспечит 5% подъём частоты или 10% снижение энергопотребления. Однако самое интересное начинается при переходе на 3 нм. Эта технология даст 25—30% прорыв в снижении потребляемой энергии при той же производительности, что и 5 нм. Либо же предлагается поднять производительность на 10—15% без изменений в энергопотреблении. Транзисторная плотность вырастет в 1,7 раза.

Кроме этого компания сообщила, что продолжает и дальнейшие разработки, пытаясь создать нанолисты и нанопровода применяя материалы нового поколения вместо кремния. Для будущих разработок компания ищет возможности применения высокомобильных каналов, 2D-транзисторов и углеродных нанотрубок.

Обе китайские компании щедро финансируются правительством Китая и пытаются реализовать амбициозный план по полной независимости индустрии аппаратного обеспечения к 2025 году. Обе компании появились в 2017 году и начали нанимать специалистов и директорат, работавший в полупроводниковой индустрии. Фирмы начали разработку технологии производства FinFET по 14 нм классу, которая будет применяться для выпуска широкого спектра продукции, включая SoC, ASIC, коммуникационные чипы и накопители.

Журналисты отмечают, что за последнее время Тайвань потерял более 3000 инженеров в области полупроводников, которые перешли в различные стартапы и предприятия на большой земле. И хотя в TSMC выразили «крайнюю обеспокоенность» переезду талантов в Китай, компания не видит в этом угрозы на ближайшее время. При этом отмечается необходимость национальной стратегии по удержанию специалистов предложением лучшей оплаты, чем у конкурентов.

По своей сути эта технология станет переходной между N3 и N5. Марк Лиу, глава компании, официально сообщил, что процесс «N4 станет эволюцией N5».

Целью выпуска технологии N4 является дальнейшее улучшение процесса N5P. Этот план похож на решение N6, который TSMC предложила в качестве усовершенствования N7P. Таким образом, эти переходные технологии предлагают улучшенные версии, обеспечивая более высокую производительность выпущенных процессоров и меньшее энергопотребление, а переход на новую технологию происходит с минимальными затратами.

Согласно планам TSMC, техпроцесс N5 будет применяться с IV квартала 2020 года, N5P будет запущен в 2022 году, а N4 будет массово доступен в 2023 году. Опытное производство по нормам N3 стоит ожидать в первой половине следующего года.

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.