Новости про TSMC и производство

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.

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.

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.

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.

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.

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.