Кремниевые заводы во все большей мере становятся производственной базой микроэлектроники и стараются максимально расширить спектр предлагаемых клиентам технологических процессов и топологических норм. Ниже приводится краткое описание последних действий трех из четырех ведущих кремниевых заводов – TSMC, GlobalFoundries и SMIC, занимающих в своем секторе первое, второе и четвертое места соответственно.

Как известно, кремниевые заводы (foundry) осуществляют контрактное производство ИС по спецификациям заказчика, предоставляя широкий спектр инструментов для проектирования ИС от различных fabless- и IDM-фирм (по контрактам foundry c последними) Обычно фокусируются на разработке новейших технологических процессов, а разработкой собственных конструкций ИС не занимаются.

TSMC

Крупнейший в мире кремниевый завод Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (Синчу, Тайвань) ожидает увеличения прибылей с 2021 г. благодаря расширению заказов со стороны fabless-фирм, таких как AMD, HiSilicon, nVidia и Qualcomm, а также корпорации Apple, расширяющей свою долю рынка за счет корпорации Intel.

Так, например, корпорация AMD по итогам 2019 г. около 50% своих ИС произвела на мощностях TSMC, в т. ч. 50% ИС AMD, реализованных по 7-нм технологическому процессу. Предполагается, что в 2021 г. почти вся продукция AMD, спроектированная с использованием минимальных топологий, будет производиться на мощностях тайваньского партнера. Благодаря этому совокупные доходы TSMC в течение следующих полутора лет увеличатся почти на миллиард долларов [1].

SMIC

Совет директоров крупнейшего в КНР кремниевого завода Semiconductor Manufacturing International Corp. (Шанхай, КНР) в начале мая одобрил предложение о выпуске 1,69 млн новых акций для реализации через Научно-технический инновационный совет (Sci-Tech Innovation Board) страны, также известный как рынок STAR, ориентированный на высокотехнологичные фирмы (наподобие американской биржи Nasdaq). Исходя из стоимости акций SMIC, котирующихся на Гонконгской фондовой бирже, продажа новых акций может привлечь около 3,2 млрд долл.

40% полученных средств планируется направить на реализацию проекта создания завода по обработке 300-мм пластин (12-Inch SN1 Project), 20% – ​на НИОКР по перспективным и зрелым технологиям, а остальное – ​для пополнения оборотных средств.

SMIC приступила к поиску альтернативных источников финансирования после того, как в 2019 г. ее акции были сняты с котировки на Нью-Йоркской фондовой бирже на фоне усиления ограничений со стороны США в отношении китайских высокотехнологичных фирм. Аналитики считают доступ к передовому производственному оборудованию самой большой проблемой SMIC при расширении производства [2].

Кстати, ранее SMIC представила улучшенную версию своего 14-нм процесса (применяемого на новейшей производственной линии фирмы). Эта модификация, получившая наименование N+1, по ряду параметров может конкурировать с 7-нм процессами зарубежных фирм [3]. Для производства приборов по процессу N+1 не нужна EUV-литография, использующая предельную УФ-область спектра (длина волны излучения EUV-степперов – ​13,5 нм). Но если SMIC сумеет добиться получения заказанного EUV-оборудования от ASML, единственного поставщика оборудования этого типа, то оно будет использовано при разработке процесса N+2 (предположительно 10 или 7 нм). Реализации оплаченной сделки активно противодействуют США [4].

В этой связи получается, что наиболее передовая китайская fabless-фирма HiSilicon (подразделение корпорации Huawei) при изготовлении своих наиболее передовых ИС будет вынуждена обращаться к TSMC.

Немного о fabless-фирме HiSilicon

Исследовательская корпорация IC Insights (Скотсдейл, шт. Аризона, США) по итогам I кв. 2020 г. обновила рейтинг крупнейших поставщиков полупроводниковых приборов. Теперь первую десятку составляют шесть фирм со штаб-квартирами в США, две южнокорейские фирмы и по одной фирме из КНР и Тайваня. В рейтинг вошли четыре fabless-поставщика – ​Broadcom, Qualcomm, nVidia, HiSilicon – ​и «чистый» кремниевый завод TSMC.

Китайский fabless-поставщик HiSilicon первым из китайских фирм попал в рейтинг 10 ведущих поставщиков полупроводниковых приборов. Он переместился с 15-го места на 10-е, нарастив продажи за год (с I кв. 2019 до I кв. 2020 г.) на 54%. Также в Топ‑10 вошла американская корпорация nVidia, чьи доходы выросли на 37%. HiSilicon и nVidia заменили в рейтинге корпорации Infineon и Kioxia.

Доходы кремниевого завода TSMC за год увеличились на 45% во многом благодаря изготовлению 7-нм прикладных процессоров для смартфонов по заказам корпораций Apple и HiSilicon. При этом HiSilicon становится все более важным клиентом TSMC (см. рисунок). Совокупная доля Apple и HiSilicon в структуре доходов TSMC по итогам 2019 г. составила 37% [5].

GlobalFoundries

Федеральное управление информационной безопасности Германии (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik, BSI) сертифицировало дрезденский филиал (GF Dresden) кремниевого завода GlobalFoundries (Санта-Клара, шт. Калифорния, США) в соответствии с последним международным стандартом общих критериев (ISO 15408, Common Criteria, Version 3.1).

Сертификат позволяет производить ИС для аппаратного обеспечения финансовых операций, смарт-карт, цифровых удостоверений личности, другие продукты и приложения для государственного сектора и различных отраслей промышленности, требующих повышенного уровня безопасности. За последние два года GF Dresden инвестировала в модернизацию своих систем безопасности и ИТ несколько миллионов евро. Ключевым партнером в процессе сертификации стала голландская компания NXP. Ранее аналогичную сертификацию прошли производственные комплексы GlobalFoundries в Сингапуре и США.

Источники: TSMC, IC Insights

Рост доли заказов HiSilicon в совокупных доходах TSMC за 2017–2019 гг.

Штаб-квартира GlobalFoundries зарегистрирована в США (первоначально создавалась в 2009 г. как СП ATIC с корпорацией AMD), но с 2012 г. корпорация практически полностью принадлежит инвестиционной группе Advanced Technology Investment Company (ATIC), являющейся собственностью правительства эмирата Абу-Даби.

1. Patterson Alan. TSMC Expected to Rebound in 2021 on AMD Gains. EE Times, May 8, 2020: https://www.eetimes.com/tsmc-expected-to-rebound-in‑2021-on-amd-gains/ 

2. Patterson Alan. SMIC Aims to Raise More Than $3B for Expansion. EE Times, May 11, 2020: https://www.eetimes.com/smic-aims-to-raise-more-than‑3b-for-expansion/ 

3. 齌銗国际倳“渦产7nm? 你们误会羛欸嵉撂硨痹: https://www.eet-china.com/news/202003131444.html 

4. Peter Clarke. China Warns Netherlands over Blocked ASML Export. EE News Europe, January 16, 2020: https://www.eenewsanalog.com/news/china-warns-netherlands-overblocked-asml-export?news_id=124721 

5. HiSilicon First China-Based Semi Supplier to be Ranked in Top‑10. Semiconductor Digest, May 7, 2020: https://www.semiconductor-digest.com/2020/05/07/hisilicon-first-china-based-semi-supplier-to-be-rank...‑10/ 

6. GlobalFoundries Dresden Certified to Manufacture Secure Products. Semiconductor Digest, April 27, 2020: https://www.semiconductor-digest.com/2020/04/27/globalfoundries-dresden-certified-to-manufacture-sec...