Уменьшение техпроцессов для производства чипов почти достигло физических ограничений. Отлично показавшая себя в качестве разводки между транзисторами медь при дальнейшем уменьшении сечения проводов начала оказывать току растущее сопротивление. Потенциально её можно заменить графеном. Проблема в том, что современные технологии нанесения графена на чипы несовместимы с КМОП-процессами, применяемыми для массового выпуска чипов. Возможно, решение этой проблемы найдено.

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Предложенные ранее технологии осаждения углерода на микросхемы (транзисторы) для создания графеновых проводящих линий предполагают использование высоких температур — от 400 °C и выше. Такие температуры губительны для кремниевых транзисторов, изготовленных с применением КМОП-технологий. Необходим иной способ нанесения графена на чип, и такой способ придумали в американской компании Destination 2D. Стоит отметить, что научным консультантом Destination 2D является Константин Новосёлов — один из лауреатов Нобелевской премии по физике за 2010 год и соавтор исследования, приведшего к открытию графена в 2004 году.

Предложенная компанией Destination 2D технология нанесения графена на чипы осуществляется в газовой среде под давлением от 410 до 550 кПа. Осаждение происходит не на «голый» чип, а на предварительно нанесённую на кристалл плёнку никеля. Никель выполняет роль расходного материала и впоследствии удаляется с поверхности кристалла. Внесение этого этапа в техпроцесс позволило снизить температуру осаждения графена до приемлемых для КМОП 300 °C. При такой температуре транзисторные структуры на кристалле не разрушаются, а рисунок соединений формируется с использованием графена.

Также исследователи из Destination 2D решили проблему повышения проводящих свойств графена. Утверждается, что предложенный компанией особый метод легирования графена — методом интеркаляции — делает его в 100 раз более проводящим, чем медь. Это позволяет сохранить и даже увеличить плотность тока по мере уменьшения размеров транзисторов, а значит, остаётся возможность повышать плотность их размещения на кристалле. Более того, разработчики утверждают, что благодаря интеркаляции проводимость графена увеличивается по мере уменьшения размеров элементов, что даёт шанс продлить действие закона Мура ещё на несколько лет.

Руководство Destination 2D верит, что пройдёт немного времени, и предложенный ими графеновый техпроцесс будет внедрён в производство передовых микросхем. Компания активно сотрудничает с рядом производителей чипов, чтобы приблизить этот момент.

Ассоциация SEMI ожидает, что в период с 2025 по 2027 годы включительно производителями чипов будет потрачено $400 млрд на оснащение предприятий, использующих кремниевые пластины типоразмера 300 мм. По итогам текущего года затраты на эти цели вырастут на 4 % до $99,3 млрд, но в следующем подскочат сразу на 24 % до $123,2 млрд.

Источник изображения: Micron Technology

По данным SEMI, следующий год станет первым периодом в истории полупроводниковой отрасли, демонстрирующим превышение расходами на покупку оборудования для производства чипов суммы в $100 млрд. В 2026 году они увеличатся ещё на 11% до $136,2 млрд, а к 2027 году темпы роста замедлятся до 3 %, но это всё равно обеспечит увеличение суммы до $140,8 млрд. По секторам промышленности основными источниками роста спроса на чипы будут искусственный интеллект и машинное обучение, облачные вычисления и центры обработки данных, автомобильный сектор и Интернет вещей. Своё стимулирующие влияние окажет и геополитический фактор — пандемия обнажила уязвимость цепочек поставок к высокой степени концентрации производственных мощностей в Азии, поэтому прочие регионы теперь стараются развивать собственную полупроводниковую промышленность. Даже экологический фактор стимулирует рост спроса на новое оборудование для производства чипов, поскольку компании стараются соответствовать «зелёной повестке».

Источник изображения: SEMI

Значительная часть трёхлетних затрат производителей на закупку оборудования для производства чипов из 300-мм кремниевых пластин, а именно $230 млрд, придётся на сегмент контрактного производства. Переход на более прогрессивные технологии типа того же 3-нм техпроцесса потребует соответствующего обновления парка оборудования. Попутно будут внедряться новые материалы и компоненты, для выпуска и обработки которых также нужно новое оборудование. Исследовательские работы в сегменте передовой литографии тоже потребуют серьёзных инвестиций. Попутно будет расти потребность и в чипах, выпускаемых по зрелым техпроцессам, под эти нужды также будет закупаться оборудование.

В сегменте логических компонентов трёхлетние затраты на закупку оборудования для выпуска чипов достигнут $173 млрд, по прогнозам SEMI. Во многом это будет происходить благодаря бурному росту серверной инфраструктуры, необходимой для развития систем искусственного интеллекта. В этой сфере требуются чипы, выпущенные по передовым техпроцессам, поэтому затраты на покупку профильного оборудования достаточно велики. Одновременно будет развиваться инфраструктура сетей связи 5G, которой также нужны новые чипы. Конечные устройства также выигрывают от перехода на более современные техпроцессы, которые обеспечивают снижение энергопотребления.

Развитие систем ИИ невольно стимулирует и спрос на память, особенно если говорить об HBM. В этой сфере в ближайшие три года будет потрачено $120 млрд на оснащение предприятий новым оборудованием. Прогресс в развитии памяти типа 3D NAND позволяет оснащать смартфоны и центры обработки данных более вместительными хранилищами данных.

Наконец, в сфере производства силовой электроники инвестиции в оборудование в ближайшие три года достигнут $30 млрд, аналоговые и комбинированные чипы потребуют вложений в размере до $23 млрд. Не в последнюю очередь это будет происходить благодаря экспансии электромобилей и развитию альтернативной энергетики в целом. Кроме того, в производственном секторе востребованы решения для автоматизации.

В региональном срезе крупнейшим покупателем оборудования для производства чипов из 300-мм кремниевых пластин до 2027 года останется Китай, который потратит на эти нужды более $100 млрд. Только в этом году на эти цели будет потрачено $45 млрд, а в 2027 году их величина ограничится $31 млрд.

Концентрация производств памяти в Южной Корее вынудит эту страну потратить $81 млрд на соответствующие нужды. Крупнейшие контрактные производители чипов расположены на Тайване, и этот остров собирается за три года направить на закупку оборудования для выпуска чипов $75 млрд, хотя часть этих средств будет израсходована на поставку оборудования для зарубежных предприятий той же TSMC. Наконец, обе Америки ограничатся расходами в размере $63 млрд, причём с предсказуемым перекосом в пользу США. Япония, Европа, страны Ближнего Востока и Юго-Восточной Азии ограничатся более скромными суммами.

Компании IBM и Rapidus для конференции IEDM 2024 подготовили доклад, в котором сообщили о продвижении к массовому производству 2-нм чипов. Партнёры разработали метод выпуска как высокопроизводительных, так и малопотребляющих модификаций 2-нм чипов. Оба техпроцесса полностью управляемы и до конца десятилетия будут реализованы на практике в Японии на заводе компании Rapidus.

Источник изображения: IBM

Компания IBM начала разрабатывать транзисторы с круговым затвором (GAA, Gate-All-Around) на основе стопки транзисторных каналов из наностраниц более 10 лет назад совместно с компанией Samsung. Затем их пути разошлись. Компания Samsung начала самостоятельно развивать идею GAA-транзисторов, а компания IBM два года назад взяла в партнёры японскую компанию Rapidus, которую создали в качестве японского ответа TSMC. Партнёры стремятся к тому, что с 2027 года Rapidus станет центром мирового контрактного производства полупроводников. Такое вполне возможно, если с TSMC вдруг случится что-то непоправимое, а в Тихоокеанском регионе в ближайшие пять лет может произойти много изменений.

При переходе на выпуск 2-нм транзисторов все производители, включая IBM и Rapidus, отказались от «плавниковых» транзисторов FinFET. Каналы транзисторов вернули из вертикального положения в горизонтальное и представили их в виде нескольких уровней нанопроводов или наностраниц, расположенных друг над другом в рамках одного транзистора. Каналы получились в виде наноструктур, полностью окружённых затворами. Это позволило сохранить рабочие токи, хотя сами транзисторы стали ещё мельче.

Перед компаниями стояла задача массового производства маленьких транзисторов, так, чтобы отдельные компоненты не загрязнялись материалами, предназначенными для других. Компании IBM и Rapidus во многом справились с этой проблемой, а также показали возможность выпускать GAA-транзисторы с несколькими пороговыми напряжениями в каналах: с высокими для малопотребляющей электроники и с низкими для высокопроизводительной.

На конференции IEDM 2024 IBM и Rapidus представили технологию выборочного уменьшения слоя (selective layer reductions) — пространства между полупроводниковыми каналами n-типа и p-типа. В зависимости от толщины этого пространства пороговое напряжение будет изменяться от большего к меньшему. Толщина задаётся на этапе производства транзисторов и определяет, каким будет чип — производительным или энергоэффективным. Партнёры представили два варианта техпроцесса: SLR1 и SLR2. Техпроцесс SLR1 обеспечивает высокое значение порогового напряжения, а SLR2 — низкое.

Также компании IBM и Rapidus смогли значительно снизить загрязнение изолирующей подложки под транзисторами ионами в процессе плазменной обработки чипов в процессе производства — травления.

Кадзуюки Томида (Kazuyuki Tomida), генеральный менеджер Rapidus US, также отметил: «Технология Multi-Vt [мультипороговых напряжений] является важнейшим компонентом нашей архитектуры наностраниц. Совместная публикация этого исследовательского документа с IBM Research на конференции IEDM представляет собой важную веху для Rapidus. Это достижение укрепляет нашу уверенность в реализации нашей цели — производстве на Хоккайдо на нашем передовом полупроводниковом заводе IIM».

Тайваньский контрактный производитель чипов TSMC уже отчитался об итогах ноября в денежных показателях. Выручка компании увеличилась год к году на 34 % до $8,5 млрд, хотя последовательно она снизилась на 12,2 %. Всего с начала года TSMC смогла увеличить выручку на 31,8 % до $80,6 млрд.

Источник изображения: TSMC

Как отмечает Bloomberg, два первых месяца четвёртого квартала в совокупности позволили TSMC увеличить выручку на 31,4 %, а всего по итогам трёхмесячного периода она может увеличиться на 36,3 %, если опираться на прогнозы аналитиков. Акции TSMC с начала этого года выросли в цене примерно на 80 %, поскольку инвесторы признали в компании одного из бенефициаров так называемого бума систем искусственного интеллекта. Компания выпускает компоненты для ускорителей вычислений той же Nvidia, которая стремительно наращивает выручку и прибыль благодаря такой конъюнктуре спроса.

Впрочем, на контрактном рынке доля TSMC оценивается специалистами TrendForce примерно в 65 %, поэтому доминированию компании в этом сегменте пока ничего не угрожает. Попытки Intel и Samsung к концу десятилетия войти в двойку крупнейших контрактных производителей чипов в мире пока не достигают цели, поскольку первая сейчас находится в сложной фазе реструктуризации бизнеса и недавно лишилась генерального директора, а вторая сокращает выручку от оказания профильных услуг даже при сохранении общей благоприятной конъюнктуры рынка.

Локализация полупроводниковой отрасли в Китае стремительно набирает обороты, превращаясь в одну из важнейших стратегических целей страны. За первые шесть месяцев 2024 года Китай потратил рекордные $25 млрд на закупку оборудования для производства микросхем, превысив суммарные расходы Тайваня, Южной Кореи и США. Эти инвестиции подчёркивают стремление Китая ускорить обретение технологической независимости, что особенно актуально на фоне обострения санкций США.

Источник изображения: Laura Ockel / Unsplash

На сегодняшний день китайские компании обеспечивают производство микросхем практически на всех этапах технологической цепочки, за исключением литографического оборудования, где у Китая пока сохраняется зависимость от западных технологий. В то же время китайские производители активно развивают сегмент памяти DRAM, сосредотачивая усилия на выпуске DDR4 и LPDDR4. Растущий спрос на память, обусловленный развитием ИИ, предоставляет уникальные возможности для китайских компаний конкурировать с международными лидерами, которые уже работают над технологиями нового поколения, такими как DDR5 и HBM. Переход к новым стандартам становится ключевым приоритетом для Китая в ближайшие годы.

Китай добился значительного прогресса в производстве современных микросхем их карбида кремния (SiC), который стал основой для новых технологий. За последние два года более 100 китайских компаний вошли в этот сектор, а 50 новых проектов, по данным ресурса DRAMeXchange, ожидают завершения в 2024 году. Уже построены две производственные линии для обработки 200-мм SiC-пластин: первая, созданная компанией UNT, располагается в Шаосине, а вторая принадлежит компании Silan Microelectronics. Последний проект, запущенный 18 июня, привлёк инвестиции в размере 12 млрд юаней и стал первой в стране линией по производству чипов на основе 200-мм SiC-пластин для силовой электроники.

Уровень локализации производства полупроводникового оборудования в Китае, доля внутреннего производства и ключевые производители в различных технологических сегментах. Источник изображения: TrendForce

Китайские фабрики продолжают занимать лидирующие позиции в производстве чипов по зрелым техпроцессам. Согласно отчёту TrendForce, к 2025 году их доля в общем объёме мощностей десяти крупнейших мировых производителей достигнет более 25 %. Основной прирост мощности придётся на узлы 28/22 нм, а общий рост мощностей в сегменте составит 6 %. Тем не менее, усиление конкуренции на этом рынке может привести к снижению цен. Помимо этого, китайские предприятия совершенствуют специализированные технологии, такие как HV-платформы, где массовое производство 28-нм решений намечено было на 2024 год.

Развитие продвинутых технологий упаковки, таких как 2.5D, 3D, WL-CSP, CoWoS и SiP, открывает перед китайской индустрией микросхем новые горизонты. Компании JCET, Tongfu Microelectronics и HT-Tech активно инвестируют в эти направления. Особое внимание уделяется FOPLP-технологиям, где HT-Tech, ECHINT, MIIC и SiPTORY демонстрируют значительный прогресс. Одновременно китайские производители работают над внедрением технологий чиплетной и 2.5D-упаковки, которые позволяют удовлетворить растущий спрос на высокопроизводительные чипы для ИИ.

Китайская индустрия ИИ также развивается впечатляющими темпами. Согласно данным за 2022 год, на долю Китая пришлось 61,1 % всех зарегистрированных патентов в этой области. Среди крупнейших игроков рынка можно выделить Infinigence AI, Alibaba Cloud, Baidu, Vastai Technologies и BIRENTECH. Однако отрасль сталкивается с серьёзными вызовами: нехватка вычислительных мощностей, отставание в разработке высокопроизводительных графических процессоров (GPU) и трудности в создании передовых ИИ-моделей остаются главными препятствиями на пути к технологическому лидерству. Успешное преодоление этих вызовов не только укрепит позиции Китая в глобальной индустрии, но и определит новые ориентиры для развития мировой полупроводниковой отрасли.

В середине прошлой недели корейское издание The Chosun Daily мимоходом заявило, что уровень выхода годных чипов по техпроцессу Intel 18A якобы не превышает 10 %, и это отпугивает от технологии потенциальных клиентов. Более популярный ресурс WCCFTech раздул эту тему до величины, которая уже не смогла оставить равнодушным бывшего главу Intel, и ему пришлось опровергать слухи.

Источник изображения: Intel

Собственно говоря, против таких оценок ситуации на прошлой неделе успели выступить многие отраслевые эксперты, включая и известного Патрика Мурхэда (Patrick Moorehead). Комментарий последнего, заклеймивший слухи южнокорейского происхождения «фейковыми новостями», обратил внимание внезапно освободившегося с должности бывшего генерального директора Intel Патрика Гелсингера (Patrick Gelsinger). Он поблагодарил тёзку за стремление защищать истину и добавил, что «очень гордится теми невероятными результатами работы и прогрессом, которые демонстрируют разработчики технологии Intel 18A».

Заметим, что на всех недавних мероприятиях с участием представителей Intel они не устали повторять, что в серийное производство собственные изделия компании, выпускаемые по технологии Intel 18A, будут запущены в следующем году, а работоспособными образцами отдельных процессоров типа Panther Lake компания уже располагает. Если бы положение дел с уровнем выхода годной продукции было бы столь плачевным, Intel не смогла бы подготовиться к началу их массового производства в 2025 году.

В среде отраслевых экспертов разгорелась дискуссия о том, что уровень выхода годных изделий нередко либо путают с плотностью дефектов на кремниевой пластине, либо не увязывают эти два показателя. Последняя тенденция, как стало понятно из комментариев Патрика Гелсингера на страницах социальной сети X, огорчает его особенно сильно. Он пояснил, что говорить о выходе годной продукции в процентном выражении неприемлемо: «Крупный кристалл будет давать меньший уровень выхода годной продукции, более мелкий — высокий». Некорректно, по словам бывшего главы Intel, говорить о выходе годной продукции без привязки к площади кристалла изготавливаемых изделий. Звучит логично: шанс «напортачить» на большой площади куда выше, чем на маленькой.

Тайваньские СМИ на этом фоне сообщают о приличных показателях качества первой продукции, выпускаемой TSMC по 2-нм технологии. По их данным, уровень выхода годной продукции на этом направлении превышает 60 %, и это предсказуемо радует представителей TSMC. Подобные сообщения и сподвигли бывшего главу Intel вступиться за родную компанию в ситуации нагнетания слухов о проблемах с освоением техпроцесса Intel 18A.

Тайваньская TSMC неспроста начинает использовать новые техпроцессы с производства компактных мобильных чипов, поскольку при равной плотности дефектов они дают меньший процент брака. Intel же сосредоточена на выпуске более крупных кристаллов, и у неё процент брака может быть выше при прочих равных условиях. Впрочем, реальные показатели качества за всеми этими дискуссиями остаются нераскрытыми, и у Intel в непростое для компании время нет особой мотивации их открыто обсуждать.

В соответствии с намеченным графиком японская компания Kioxia определила параметры первичного размещения акций на Токийской фондовой бирже по цене 1455 иен за штуку, что позволяет оценить её капитализацию в эквивалент суммы $5,2 млрд. С учётом дополнительно распределённых акций, компании удастся в ходе указанных мероприятий привлечь $800 млн.

Источник изображения: Kioxia

Цена размещения попала в середину того диапазона, на который Kioxia рассчитывала изначально. Крупнейшие держатели акций Kioxia в лице Bain Capital и Toshiba смогут их реализовать в ходе IPO, а сама Kioxia также выпустит новые акции на сумму $206 млн. Напомним, что в октябре Bain Capital, которая владеет основной частью акций Kioxia с 2018 года, решила отложить IPO компании, поскольку рассчитывала оценить её текущую капитализацию в два раза выше. Впрочем, отсрочка выхода на биржу до декабря особой выгоды с этой точки зрения всё равно не принесла. Самая первая попытка вывести Kioxia на IPO предпринималась ещё четыре года назад.

Бизнес по выпуску флеш-памяти, ранее принадлежавший Toshiba, был выкуплен в 2018 году консорциумом инвесторов во главе с Bain Capital за $13,3 млрд в нынешнем масштабе цен. По факту, нынешнее размещение акций Kioxia не покроет затрат инвесторов, и они просто зафиксируют убытки. Технически акции Kioxia должны выйти на Токийскую фондовую биржу 18 декабря этого года.

Имеющиеся санкции США и союзников не очень ограничивают доступ китайских компаний к оборудованию для производства чипов по зрелым техпроцессам, поэтому местная полупроводниковая промышленность не только стремительно наращивает мощности, но и начинает давить на зарубежных конкурентов своей агрессивной ценовой политикой.

Источник изображения: Hua Hong Semiconductor

Как сообщает Economic Daily News, китайские контрактные производители чипов в лице SMIC, HuaHong и Nexchip сейчас предлагают скидки на кремниевые пластины типоразмера 300 мм со своей продукцией в размере до 40 % от уровня тайваньских конкурентов. В сегменте кремниевых пластин типоразмера 200 мм скидки достигают 20 или 30 %. Больше всего скидки заметны в сегменте услуг по производству 40-нм и 45-нм чипов.

С одной стороны, это вызвало приток заказов со стороны тайваньских разработчиков чипов в Китай. С другой стороны, это вынуждает тайваньских производителей чипов снижать цены на свои услуги, чтобы удержать клиентов. Степень загрузки производственных линий на Тайване по определённому ассортименту зрелых техпроцессов упала до 70 %. Как считают аналитики, ситуация с ценами не стабилизируется ранее второй половины 2025 года.

Примечательно, что лидеры китайского рынка в следующем году продолжат вводить в строй новые контрактные производственные мощности. Десять крупнейших производителей чипов по зрелым технологиям в следующем году в совокупности увеличат свои объёмы выпуска продукции на 6 %. По крайней мере, в планах SMIC, HuaHong и Nexchip значится строительство новых предприятий в Китае в 2025 году. Перечисленные компании занимают третье, шестое и десятое места в рейтинге крупнейших контрактных производителей чипов мира соответственно. Помимо TSMC, которая доминирует на рынке, только эти три компании смогли увеличить свою выручку последовательно в третьем квартале более чем на 10 %.

Стало известно о готовящемся докладе инженеров компании Samsung на конференции IEEE International Solid-State Circuits Conference 2025. Это произойдёт 19 февраля. Специалисты расскажут о будущей 400-слойной памяти 3D NAND, которой пока нет ни у одного производителя в мире.

Источник изображения: blocksandfiles.com

Согласно данным о документе, у будущей памяти Samsung число рабочих слоёв будет более 400. Кристаллы с отдельными наборами слоёв будут стыковаться друг с другом в процессе производства (технология WF-Bonding или подложка к подложке), что позволяет упростить выпуск многослойных микросхем памяти.

Сегодня память с наибольшим количеством слоёв производят массово или в виде образцов компании SK Hynix (321 слой), Samsung (286), Micron (276), Western Digital и Kioxia (218) и SK Hynix Solidigm (192). При этом Western Digital, Kioxia и YMTC разрабатывают 300-слойную память, которую представят в наступающем году. Основная борьба за первенство разгорелась между SK Hynix и Samsung, которые готовы штурмовать рубежи памяти с 400 слоями и более.

Ожидаемый к представлению 400-слойный чип Samsung будет объёмом 1 Тбит с плотностью 28 Гбит/мм². В каждую ячейку будут записываться по три бита данных. Заявленная скорость обмена по каждому контакту будет достигать 5,6 Гбит/с, что на 75 % больше, если сравнивать с актуальными чипами памяти Samsung 9-го поколения (400-слойная память будет относиться к 10-му поколению V-NAND Samsung). Очевидно, что такая память подойдёт как для изготовления SSD с шиной PCIe 5.0, так и PCIe 6.0.

Более плотная память Samsung может подтолкнуть производителей к выпуску SSD объёмом 256 Тбайт и даже 512 Тбайт. Возможно это будет через год или через два. Подождём февральского доклада и более чётких позиций руководства Samsung в отношении производства новой памяти.

Отсутствие признаков серьёзного улучшения макроэкономической ситуации в третьем квартале, по данным TrendForce, не помешало выручке десяти крупнейших контрактных производителей чипов в мире по итогам периода продемонстрировать рост выручки до рекордных $34,87 млрд. Кроме того, степень загрузки производственных мощностей тоже выросла. Но не у Samsung — у корейского производителя кризис, похоже, лишь усиливается.

Источник изображения: Intel

Во-первых, как поясняет источник, этому способствовал выход новых моделей смартфонов и ноутбуков во втором полугодии. Во-вторых, спрос на компоненты для систем искусственного интеллекта продолжает оставаться высоким, а основная их часть производится именно контрактными компаниями. Последовательно рост выручки десяти крупнейших игроков, которые сообща контролируют 96 % рынка, выросла на 9,1 % до $34,87 млрд. Высокий спрос на 3-нм изделия, по словам представителей TrendForce, позволил обновить рекорд выручки, установленный в период пандемии. В текущем квартале темпы роста выручки десяти крупнейших контрактных производителей чипов замедлятся, но спрос на передовые техпроцесс продолжит двигать выручку крупнейших участников рынка вверх.

По крайней мере, в сегментах ПК, смартфонов спрос на техпроцессы с 5-нм по 3-нм включительно будет высоким до конца текущего года. В сегменте услуг по упаковке чипов по методу CoWoS сохранится дефицит предложения. В сфере зрелой литографии на спрос будут негативно влиять сезонные явления и сформированные ранее складские запасы продукции. Этот тезис справедлив для литографических норм от 28 нм и выше, но он будет частично нивелирован стремлением китайских производителей смартфонов запастись необходимыми компонентами. Соответственно, в сфере зрелой литографии степень загрузки оборудования в четвёртом квартале либо останется на прежнем уровне, либо даже последовательно вырастет.

Источник изображения: TrendForce

Лидирующей на рынке TSMC в третьем квартале удалось увеличить выручку последовательно на 13 % до $23,53 млрд и укрепить рыночные позиции с прошлогодних 62,3 до 64,9 %. Samsung хоть и сохраняет второе место, сталкивается с проблемами при поиске новых клиентов на передовые техпроцессы, а в сегменте зрелой литографии выручку подрывают китайские конкуренты, провоцируя ценовое соперничество с ними. Samsung по итогам третьего квартала последовательно сократила выручку на 12,4 % до $3,36 млрд и уменьшила свою долю рынка до 9,3 %.

Китайская SMIC занимает достойное третье место, но рост её выручки на 14,2 % до $2,2 млрд в последовательном сравнении не был обусловлен пропорциональным ростом объёмов обрабатываемых кремниевых пластин. В любом случае, SMIC контролирует 6 % мирового рынка услуг по контрактному производству чипов. Тайваньская UMC довольствуется четвёртым местом и 5,2 %, но она в третьем квартале не только нарастила объёмы выпуска продукции, но и повысила степень загрузки конвейера. Это привело к последовательному росту выручки на 6,7 % до $1,87 млрд.

GlobalFoundries занимает пятое место с 4,8 % рынка, её выручка последовательно увеличилась на 6,6 % до $1,74 млрд благодаря росту спроса на компоненты для смартфонов и ПК, которые она выпускает для своих клиентов. Кстати, на шестом месте расположилась китайская HuaHong Group, которая контролирует лишь 2,2 % мирового рынка, но свою выручку последовательно увеличила на 12,8 % до $799 млн. Израильская Tower Semiconductor, избежавшая поглощения компанией Intel, занимает седьмое место и 1 % рынка, её выручка последовательно выросла на 5,6 % до $371 млн.

Тайваньская VIS (Vanguard) довольствуется тем же 1 % рынка, а тайваньская PSMC и китайская Nexchip замыкают десятку с долями рынка не более 0,9 % у каждой. Таким образом, в десятке крупнейших контрактных производителей чипов мира есть уже три китайские компании.

На вчерашней технологической конференции UBS исполняющий обязанности главы Intel Дэвид Зинснер (David Zinsner) заявил, что компания собирается придерживаться намеченного курса развития, подразумевающего как выпуск процессоров, так и оказание услуг по контрактному производству чипов. Между тем, некоторые эксперты заявляют, что процессорному гиганту будет проще выжить без проблемного производственного бизнеса. Но это создаёт угрозу для всей полупроводниковой промышленности США.

Источник изображений: Intel

По крайней мере, представитель Creative Strategies Бен Баджарин (Ben Bajarin) со страниц издания Financial Times заявляет, что если ориентироваться исключительно на «бумажные показатели», лишённая своих производственных мощностей Intel демонстрировала бы куда более высокую норму прибыли, а её продукты выглядели бы лучше. Эксперты Citi подкрепили эту точку зрения заявлением о том, что отказ от самостоятельного производства чипов «наилучшим образом соответствовал бы интересам акционеров Intel». При этом они считают, что компанию должен возглавить человек, который имеет опыт работы в ней.

Ключевым моментом плана Гелсингера по перестройке Intel было согласие принять от властей США субсидии в размере около $8 млрд в рамках «Закона о чипах». Эта сделка, которая была завершена только на прошлой неделе, сделала Intel главным достижением администрации Байдена по снижению зависимости США от азиатских производителей чипов. Так что так просто отказаться от полупроводникового производства Intel вряд ли сможет: власти будут активно сопротивляться этому.

В то же время, оставлять всё как есть тоже не выйдет. В прошлом году производственное подразделение Intel понесло $7 млрд убытков. Вернуть его к прибыльности будет очень сложно, на это могут потребоваться десятки миллиардов долларов инвестиций. Проблемы компании копились годами, она не смогла закрепиться на рынке смартфонов с каким-либо из своих решений и пропустила рассвет эпохи систем искусственного интеллекта. Хуже всего для производственной деятельности Intel, разумеется, была потеря технологического лидерства в борьбе с TSMC. После отставки генерального директора Патрика Гелсингера (Patrick Gelsinger), курс акций Intel продолжает снижаться уже третью торговую сессию подряд. Всего с начала года акции Intel упали более чем на 58 %, а её капитализация сейчас не превышает $100 млрд.

История полупроводниковой промышленности знает удачный пример отказа от производственных мощностей, в 2008 году таким путём решила пойти AMD. Сейчас её бывшие предприятия в Дрездене принадлежат GlobalFoundries, и эта компания до сих пор снабжает её некоторым ассортиментом продукции, но самые сложные и современные чипы для AMD изготавливает тайваньская компания TSMC. Если Intel сейчас решится поручить последней производство основной части своей продукции, которая должна выйти на рынок до 2026 года, то у неё остаётся очень мало времени на принятие решения. Впрочем, временно возглавляющий Intel финансовый директор Дэвид Зинснер пока полон оптимизма в связи с предстоящим переходом компании на выпуск продукции по технологии Intel 18A. В следующем году изделия марки начнут возвращаться на конвейер Intel, поскольку сейчас кристаллы процессоров Lunar Lake и Arrow Lake поручено выпускать именно TSMC.

В таких непростых условиях получение субсидий от властей США по «Закону о чипах» в сумме около $7,9 млрд становится для Intel большой проблемой, поскольку их надлежит направить именно на развитие собственных производственных площадок на территории США. Если Intel вообще отречётся от своего производственного подразделения, это может поставить крест на реализации инициатив по развитию всей американской полупроводниковой отрасли. Всё же Intel — единственная надежда правительства США на возрождение американской полупроводниковой отрасли, ведь это единственная американская компания, способная производить передовые чипы.

Можно попытаться найти покупателя, но кто согласится купить проблемный актив, а в дополнение обременять себя обязательствами перед властями США? К тому же, последние явно будут очень тщательно проверять покупателя, и лишь бы кому производство не отдадут. Потенциальный новый владелец должен не только иметь возможность их купить, но и чётко представлять, что с ними делать дальше. TSMC и Samsung на роль полупроводникового бизнеса Intel покупателей не подойдут по причине своего происхождения, поскольку первая прописана на Тайване, а вторая в Южной Корее. Институциональные инвесторы типа японской SoftBank или ближневосточных инвестиционных фондов тоже являются не столь однозначными кандидатами.

Для Intel также проблема с продажей производства заключается в том, что она станет зависима от TSMC, а та может попросту не справиться с резким ростом заказов со стороны Intel, ведь и так завалена заказами от Nvidia, AMD, Apple и других, и тогда на всём рынке возникнет дефицит чипов. По мнению представителей Futurum Group, следующие пару недель для выбора дальнейшей стратегии развития будут иметь для Intel решающее значение.

После внезапного ухода на пенсию бывшего теперь уже генерального директора Intel Патрика Гелсингера (Patrick Gelsinger) акции компании попытались начать первую торговую сессию ростом, но к настоящему моменту отреагировали на это событие падением курса более чем на 8 %. Временно исполняющий обязанности главы Intel заверил инвесторов, что компания не меняет своих прогнозов и ключевых аспектов стратегии.

Соответствующее заявление финансовый директор Intel Дэвид Зинснер (David Zinsner), как сообщает Bloomberg, сделал на конференции UBS для инвесторов, в которой принял участие в качестве временно исполняющего обязанности главы компании. Напомним, что этот пост он до появления постоянного генерального директора будет делить с Мишель Джонстон Холтхаус (Michelle Johnston Holthaus), которая возглавляет продуктовое направление в Intel. Впрочем, на мероприятии UBS компанию Зинснеру составил исполнительный вице-президент Intel Нага Чандрасекаран (Naga Chandrasekaran), курирующий работу производственного подразделения. Последний отметил, что «должно произойти существенное культурное изменение» в работе Intel. Попутно этот представитель компании пояснил, что прогресс в сфере освоения техпроцесса Intel 18A идёт по намеченному графику, хотя и сталкивается с неизбежными трудностями. Образцы выполненных по данной технологии чипов будут доступны клиентам Intel в следующем полугодии, а массовое производство будет налажено на предприятии в Орегоне во второй половине 2025 года. В ближайшие два или три года главным контрактным клиентом Intel будет оставаться она сама, но после перехода на техпроцесс Intel 14A охват рынка должен увеличиться.

Теперь при производстве продукции, по его словам, главным критерием будет не стремление покрыть спрос за счёт выпуска адекватного количества чипов, а эффективность использования капитала в данном процессе. Прежде чем Гелсингер покинул свой пост, руководство Intel рассчитывало выручить в четвёртом квартале от $13,3 млрд до $14,3 млрд, что оказалось выше ожиданий аналитиков по центру диапазона ($13,6 млрд). После ухода Гелсингера этот прогноз пересматривать не стали.

Дэвид Зинснер. Источник изображения: Intel

Представители действующего руководства Intel подчеркнули, что продолжат движение заданным Гелсингером курсом на превращение компании в контрактного производителя чипов мирового класса. Нет у Intel и опасений по поводу получения субсидий от властей США по «Закону о чипах», чей размер приблизится к $7,9 млрд. Средства должны быть направлены на строительство предприятий в Аризоне, помимо прочего. Зинснер добавил, что основная часть государственной поддержки Intel в этой сфере будет выражена в налоговых льготах, а не субсидиях, и администрация избранного президента США Дональда Трампа (Donald Trump) ценит производственные инициативы.

Зинснер также пояснил, что преемник Гелсингера будет обладать не только опытом в сфере контрактного производства чипов, но и в части создания продуктов соответствующего типа. Впрочем, эти пояснения он сделал с поправкой на то, что сам не вовлечён в процесс поиска нового генерального директора. Попутно Зинснер добавил, что в сфере контрактного производства норма прибыли Intel начнёт улучшаться в следующем году, главным образом за счёт снижения влияния процессоров семейства Lunar Lake. Компоненты последних производятся на стороне TSMC, влиять на их себестоимость Intel не может, а ещё данные процессоры оснащаются микросхемами памяти, которые компания также закупает. Экспансия техпроцесса Intel 18A постепенно позволит вернуть на конвейер Intel большее количество массовых чипов компании. Зинснер также заверил инвесторов, что Intel не станет экономить на освоении новых техпроцессов, оптимизируя свои капитальные затраты, а вот к строительству новых предприятий будет подходить более вдумчиво.

Тем временем, первые сутки после отставки Гелсингера для акций Intel стали худшим торговым днём с начала сентября, поскольку курс акций компании упал на 6 %, а вчера он просел ещё на 2,3 %. Всего с начала года Intel потеряла более половины своей капитализации. Аналитики Cantor, на которых ссылается CNBC, выразили мнение, что валить все проблемы на Гелсингера было бы неправильно, и копились они годами ещё до его возвращения в компанию. Соответственно, и преемнику будет крайне непросто исправить положение дел в лучшую сторону. Быстро решить накопившиеся проблемы не удастся, по мнению экспертов. Тем более, если Intel продолжит настаивать на необходимости развития контрактного бизнеса, который каждый квартал приносит миллиардные убытки. Преемнику Гелсингера придётся продолжить урезание расходов, и с некоторыми активами в этом контексте придётся расстаться. Главной же сложностью будет найти крупных клиентов для контрактного подразделения Intel.

На второй рабочий день новый состав Европейской комиссии постановил предоставить субсидии местным производителям в сферах безуглеродной энергетики, электромобилей и водородного топлива. В общей сложности на эти три направления будет выделено 4,6 млрд евро. Потребность в этих средствах возникла не сегодня, и теперь это уже спасательный круг — неотложная мера поддержки предпринимательских усилий в Европе. Но многие ли компании смогут дожить до счастливого финала?

Источник изображения: Northvolt

Согласно объявленным правилам, соискатели субсидий должны подать заявки до 24 апреля 2025 года. После получения гранта они обязаны подписать соглашение до первого квартала 2026 года. Аудит заявок и оценку этапов реализации грантов будет проводить соответствующий отдел Европейского инвестиционного банка, который станет главным источником финансирования.

На развитие производства аккумуляторов в Европе для снижения зависимости от «одного поставщика» (читай — Китая) будет выделен 1 млрд евро. Примечательно, что именно такая сумма необходима для быстрого спасения шведской компании Northvolt от банкротства.

В прошлом месяце Northvolt, которая являлась воплощением «зелёной мечты» ЕС, оказалась в глубоком кризисе. Компания остаётся единственным европейским производителем тяговых аккумуляторов для электромобилей, но уже объявила себя банкротом и запросила реструктуризацию до конца 2024 года. Для продолжения деятельности с учётом сокращения персонала на 20 % во всех зарубежных филиалах компании требуется найти не менее 1 млрд долларов наличными.

Тем не менее, маловероятно, что Northvolt сможет получить всю необходимую сумму в рамках недавно объявленной программы субсидий. Скорее всего, её поддержка станет возможной только после завершения реструктуризации долга. Но Northvolt — не единственная компания, терпящая бедствие в ЕС. Automative Cells, поддерживаемая Stellantis, уже приостановила строительство заводов в Германии и Италии. Volkswagen также сократил планы по строительству заводов по производству аккумуляторных батарей в Европе и Северной Америке. Всем этим компаниям также необходимы субсидии для продолжения нормальной работы.

Принято считать, что для производства микросхем памяти в целом используются менее дорогостоящие литографические технологии, но современная память становится более сложной по своей компоновке, а потому при её выпуске востребована продвинутая литография. SK hynix намерена привлечь TSMC к производству стеков HBM4 с использованием 3-нм техпроцесса со второй половины 2025 года.

Источник изображения: SK hynix

Об этом сообщает издание The Korea Economic Daily со ссылкой на осведомлённые источники. Передовой техпроцесс потребуется для производства базового кристалла для кастомных HBM4, которые будут выпускаться специально для Nvidia. В базовом кристалле располагается логика и на его основе формируется вертикальный стек. Первоначально SK hynix рассчитывала выпускать этот кристалл по 5-нм технологии, но в ходе переговоров с TSMC и крупными клиентами обеих компаний было принято решение об использовании более продвинутого 3-нм техпроцесса для этих целей. Память типа HBM4 корейский поставщик надеется начать отгружать для нужд Nvidia во второй половине 2025 года.

Как ожидается, прототип микросхемы HBM4 на базе 3-нм основания будет продемонстрирован SK hynix в марте следующего года. Получаемые сейчас Nvidia от TSMC графические процессоры выпускаются по 4-нм технологии. По некоторым оценкам, перевод базового чипа HBM4 на 3-нм технологию производства позволит поднять быстродействие памяти на 20–30 % относительно 5-нм варианта. SK hynix контролирует примерно половину мирового рынка HBM, основную часть своей продукции данного типа она поставляет для нужд Nvidia. Конкурирующая Samsung не может сертифицировать свою HBM3E для использования в продукции Nvidia, а ещё она собирается использовать при производстве HBM4 лишь 4-нм базовые кристаллы. Память типа HBM4 уже относится к шестому поколению данных микросхем.

В свою очередь, базовые кристаллы для стандартных стеков HBM4 и HBM4E, которые будут получать все прочие клиенты SK hynix кроме Nvidia, будут выпускаться по 12-нм техпроцессу, также силами TSMC. Базовые кристаллы для HBM3E корейская компания выпускает самостоятельно, но в свете перехода к HBM4 решила углубить сотрудничество с TSMC в данной сфере. Утверждается, что по просьбе Nvidia компания SK hynix ускорила разработку и процесс подготовки к массовому производству микросхем HBM4. Ранее она собиралась наладить выпуск HBM4 в начале 2026 года, а теперь готова сделать это примерно на полгода раньше. Тем временем, памятью типа HBM4 интересуется и компания Tesla, она пока выбирает между продукцией SK hynix и Samsung Electronics.

Учёные из США придумали, как существенно упростить производство микросхем с элементами нанометрового размера. В настоящее время в производстве чипов в основном используются маски, травление и многоэтапная обработка с многочисленной отбраковкой. Исследователи предложили форму для литья, которая заполняется жидким металлом. Технология показала низкий уровень брака и высокую управляемость характеристиками отлитых диодов и транзисторов.

Пример литья в перекрёстные формы. Источник изображения: Julia Chang/NC State University

Предложенный учёными из Университета штата Северная Каролина метод не дотягивает до технологических норм современных чипов. Пока компания TSMC штурмует бастион техпроцессов с нормами до 2 нм, исследователи демонстрируют минимальную ширину отлитого из жидкого металла провода в районе 44 нм, а максимальную — около 1000 нм. На этом контрасте может показаться, что новой технологии нет места в современном мире. Но это не так. Литьё зависит от масштаба формы и демонстрирует головокружительную простоту производства чипов, что может быть востребовано в множестве случаев.

Впрочем, речь идёт не совсем о литье, хотя процесс производства с использованием жидких металлов в принципе такой же. Для своей работы учёные использовали так называемый металл Филдса — это легкоплавкий сплав индия, висмута и олова. Металл помещают рядом с формой и дают ему окислиться — образовать оксидную плёнку на его поверхности. Затем на оксид наносят жидкость, содержащую лиганды — вещества (молекулы), которые связываются с ионами металлов в оксиде. И уже эту жидкость с лигандами и связанными с ними ионами запускают в форму — оттиск будущего чипа.

Варианты форм поражают разнообразием и точностью

Под действием капиллярного эффекта жидкость проникает в форму. После заполнения формы составу дают постоять, чтобы жидкость из раствора испарилась. Это позволяет затем снять форму без повреждения литья. Наконец, литьё медленно нагревают до 600 °C и выдерживают в течение часа, что закрепляет схему. Параллельно состав лиганда разрушается с выделением кислорода и углерода. Кислород немедленно связывается с ионами металлов и образует с ними оксиды, обладающие свойствами полупроводников — получаются заготовки для диодов и транзисторов. Выгорание углерода формирует графеновое покрытие нанопроводов и элементов, защищая их от окисления и улучшая проводящие свойства.

Диапазон ширины проводников при производстве литьём

Учёные показали, что предложенная технология позволяет создавать элементы, чувствительные как к свету — это готовая фотоника, так и к электрическому току — это электроника. Брака при таком производстве значительно меньше, а скорость выпуска чипов гораздо выше, чем на современных полупроводниковых заводах.