Trzej główni giganci odlewni rozpoczęli bitwę o proces 2 nm

Wiodący na świecie producenci półprzewodników ścigają się, aby wyprodukować 2 nm chipy do zasilania nowej generacji smartfonów, centrów danych i sztucznej inteligencji (AI).Analitycy nadal uważają, że TSMC utrzymuje swoją globalną dominację w branży, ale Samsung Electronics i Intel postrzegają kolejny krok naprzód w branży jako szansę na wypełnienie luki.

Od dziesięcioleci producenci chipów pracują nad wytwarzaniem bardziej kompaktowych produktów. Im mniejsze tranzystory w chipie, tym mniejsze zużycie energii i większa prędkość. Obecnie do opisu każdej nowej generacji chipów powszechnie stosuje się 2 nm i 3 nm, a nie rzeczywisty rozmiar fizyczny półprzewodnika. Każda firma, która obejmie wiodącą pozycję technologiczną w dziedzinie zaawansowanych półprzewodników nowej generacji – branży, która w zeszłym roku przyniosła znacznie ponad 500 miliardów dolarów światowej sprzedaży chipów – będzie sterować. Oczekuje się, że liczba ta będzie dalej rosła ze względu na rosnące zapotrzebowanie na chipy do centrów danych obsługujące generatywne usługi AI.

TSMC zademonstrowało proces prototypowy N2

Według dwóch osób zaznajomionych ze sprawą TSMC, dominująca na światowym rynku chipów, pokazała wyniki testów procesowych swojego prototypu „N2” (2 nm) niektórym ze swoich największych klientów, takim jak Apple i Nvidia. TSMC twierdzi, że masowa produkcja chipa N2 rozpocznie się w 2025 r., zazwyczaj najpierw wypuszczając wersję mobilną, a głównym klientem będzie Apple. Wersja na PC, a także układ obliczeniowy o wysokiej wydajności (HPC) przeznaczony do obciążeń o większej mocy, będą dostępne później. Najnowsze flagowe smartfony Apple, iPhone 15 Pro i Pro Max, zostały wprowadzone na rynek we wrześniu i są pierwszymi urządzeniami konsumenckimi na rynku masowym wyposażonymi w nową technologię chipów 3 nm firmy TSMC. W miarę jak chipy stają się coraz mniejsze, rośnie wyzwanie związane z przejściem z technologii procesów jednej generacji lub „węzłów” na następną, co zwiększa ryzyko błędów TSMC, które mogą spowodować poślizg korony. TSMC stwierdziło, że rozwój technologii N2 „postępuje dobrze i jest na dobrej drodze do osiągnięcia masowej produkcji w 2025 r., a po wprowadzeniu na rynek będzie najbardziej zaawansowaną technologią półprzewodników w branży pod względem gęstości i efektywności energetycznej”. Jednak Lucy Chen, wiceprezes Isaiah Research, zauważyła, że ​​koszt przejścia do następnego węzła rośnie, podczas gdy poprawa wydajności utrzymuje się na stałym poziomie. [Przejście na następną generację] nie jest już tak atrakcyjne dla klientów.”

Samsung chce, aby technologia 2 nm zmieniła zasady gry

Dwie osoby bliskie Samsungowi powiedziały, że południowokoreański producent chipów oferuje tańszą wersję swojego najnowszego prototypu w procesie technologicznym 2 nm, aby wzbudzić zainteresowanie znanych klientów, w tym Nvidii. „Samsung postrzega technologię 2 nm jako zmianę zasad gry” – powiedział James Lim, analityk amerykańskiego funduszu hedgingowego Dalton Investments. Pozostają jednak wątpliwości, czy uda mu się przeprowadzić migrację lepiej niż TSMC.” Eksperci podkreślili, że do masowej produkcji w procesie technologicznym 2 nm jeszcze dwa lata, a początkowe problemy są naturalną częścią procesu produkcji chipów.

Według firmy badawczej TrendForce Samsung ma 25-procentowy udział w światowym rynku zaawansowanych odlewów w porównaniu z 66-procentowym udziałem TSMC, a znawcy Samsunga widzą szansę na wypełnienie tej luki. Samsung był pierwszą firmą, która w zeszłym roku rozpoczęła masową produkcję chipów 3 nm, czyli „SF3”, i pierwszą, która przeszła na nową architekturę tranzystorową zwaną GAA (surround gate).

Według dwóch osób zaznajomionych ze sprawą Qualcomm planuje zastosować chip „SF2” firmy Samsung w swoim kolejnym wysokiej klasy procesorze aplikacji do smartfonów (AP). Po przejściu większości swoich flagowych chipów mobilnych z procesu 4 nm Samsunga na równoważny proces TSMC, nowy wybór Qualcomm oznaczałby zmianę losów Samsunga.

Samsung powiedział: „Jesteśmy dobrze przygotowani do rozpoczęcia masowej produkcji SF2 do 2025 roku. Ponieważ jako pierwsi dokonaliśmy tego kroku i przeszliśmy na architekturę GAA, spodziewamy się, że przejście z SF3 na SF2 będzie stosunkowo płynne”.

Analitycy ostrzegają, że choć Samsung jako pierwszy wprowadził na rynek chipy wykonane w procesie technologicznym 3 nm, borykał się z problemami z wydajnością, czyli proporcją wyprodukowanych chipów uznawanych za gotowe do dostarczenia klientom.

Samsung twierdzi, że wydajność procesu 3 nm uległa poprawie. Jednak według dwóch osób bliskich Samsungowi wydajność najprostszych chipów 3 nm Samsunga wynosi tylko 60%, znacznie poniżej oczekiwań klientów, a wydajność może spaść jeszcze bardziej w przypadku produkcji bardziej złożonych chipów, takich jak Apple A17 Pro lub procesory graficzne (Gpus) firmy Nvidia.

„Samsung próbuje dokonać gigantycznego skoku” – powiedział Dylan Patel, główny analityk w firmie badawczej SemiAnalytics. Mogą sobie rościć sobie, co chcą, ale wciąż nie wypuścili 3 nm chipa godnego tej nazwy.” Lee Jong-hwan, profesor inżynierii półprzewodników systemowych na Uniwersytecie Sangmyung w Seulu, dodał, że dział projektowania smartfonów i chipów firmy Samsung to zaciekłym konkurentem dla potencjalnych klientów chipów logicznych produkowanych przez jego dział produkcji kontraktowej oraz że „struktura Samsunga spowodowała, że ​​wielu potencjalnych klientów martwiło się możliwymi wyciekami technologii lub projektu”.

Intel wraca do konkurencji w zakresie produkcji kontraktowej

Intel odważnie twierdzi też, że do końca 2024 roku wyprodukuje kolejną generację chipów. To może wyprzedzić azjatyckich rywali, choć nadal istnieją wątpliwości co do wydajności jego produktów.

Jednocześnie Intel promuje na konferencjach technologicznych swój węzeł procesowy Intel 18A (odpowiednik 1,8 nm) nowej generacji i oferuje bezpłatną produkcję testową firmom projektującym chipy. Intel zapowiedział, że rozpocznie produkcję procesora Intel 18A pod koniec 2024 roku, co może uczynić go pierwszym producentem chipów, który przejdzie na proces nowej generacji.

Jednak Wei Che-jia, prezes TSMC, nie wydaje się zmartwiony. W październiku powiedział, że na podstawie wewnętrznej oceny firmy najnowszy proces 3 nm (już dostępny na rynku) jest porównywalny z procesorem Intel 18A pod względem mocy, wydajności i gęstości.

Zarówno Samsung, jak i Intel mają nadzieję na skorzystanie z potencjalnych klientów, którzy zmniejszą swoją zależność od TSMC, czy to ze względów biznesowych, czy w obawie przed potencjalnymi zagrożeniami geopolitycznymi. W lipcu dyrektor generalny AMD, Zi-Fung Su, powiedział, że firma „rozważy inne możliwości produkcyjne” oprócz tych oferowanych przez TSMC, w miarę dążenia do większej „elastyczności”.

Leslie Wu, dyrektor generalny firmy konsultingowej RHCC, powiedział, że główni klienci wymagający technologii na poziomie 2 nm chcą rozłożyć produkcję chipów na wiele odlewni, a „poleganie wyłącznie na TSMC jest zbyt ryzykowne”. Jednak Mark Li, analityk ds. półprzewodników w firmie Bernstein w Azji, kwestionuje, „jak duże znaczenie mają czynniki (geopolityczne) w porównaniu z takimi kwestiami jak wydajność i harmonogram, jest dyskusyjne”. TSMC nadal ma przewagę pod względem kosztów, wydajności i zaufania.”

Fountyl Technologies PTE Ltd koncentruje się na przemyśle produkcji półprzewodników, a główne produkty to: uchwyt kołkowy, porowaty uchwyt ceramiczny, ceramiczny efektor końcowy, ceramiczna belka kwadratowa, wrzeciono ceramiczne, zapraszamy do kontaktu i negocjacji!