ВЫБОР РЕДАКЦИИ

Тайвань и американо-китайская борьба за лидерство в микроэлектронике

Стратегический план Made in China‑2025 вышел из-под контроля

Возвращение «блудных сыновей»

Краткий обзор работ в области 5G и значение миллиметрового диапазона

Производственная база микроэлектроники США

Состояние и планы развития ведущих кремниевых заводов

Европейские полупроводниковые фирмы открывают центры НИОКР в США

Краткий обзор деятельности ведущих кремниевых заводов

Siemens приобретает Avatar из-за ПО размещения и трассировки

Эксперты TSMC – о перспективах 2020 г.

Перспективы и проблемы развития рынка мощных SiC-приборов

Изменения в индустрии кремниевых заводов

КНР готовится к технологическому «разводу» с США

SMIC: передовые технологии, производственная база и государственное финансирование

SMIC: передовые технологии, производственная база и государственное финансирование

Некоторые тенденции развития производственной базы микроэлектроники

Китайская технология 3D-флэш-памяти NAND-типа

Тенденции развития современных производственных мощностей

Достижения КНР в области индустрии ИС ЗУ

Intel принимает бизнес-модель IDM 2.0

GlobalFoundries и стимулирование производственной базы микроэлектроники в США

Состояние и планы развития ведущих кремниевых заводов

Состояние и планы развития ведущих кремниевых заводов

Выпуск 24(6723) от 10 декабря 2020 г.
РУБРИКА: ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БАЗА

В предыдущем номере было начато рассмотрение перспективных планов ведущих кремниевых заводов, которые во все большей мере становятся производственной базой полупроводниковой промышленности. При этом каждый из них при выборе стратегий дальнейшего развития основывается на уже имеющихся возможностях, а также ищет новые направления и конечные рынки. В первой части статьи описывались намерения TSMC и начат анализ практики GlobalFоundries. Во второй части завершено обозрение деятельности GlobalFoundries и представлены данные о Samsung Foundry.


GlobalFоundries

Перспективная платформа 12FDX

Заявления о готовности к использованию в производстве платформы 22FDX+, сделанные в сентябре 2020 г., породили вопрос: что происходит с платформой 12FDX, представленной в 2016 г., которая, в соответствии с маршрутной картой развития технологии FDX, должна была быть внедрена в производство в первом полугодии 2019 г.? На презентации четыре года назад утверждалось, что процесс 12FDX будет «полностью масштабированной» версией процесса 22FDX, способной обеспечивать производительность приборов 10-нм класса (10–19 нм) при снижении издержек и потребляемой мощности. По сравнению с передовыми на тот момент технологиями 14LPP/CLN16 (при той же тактовой частоте и сложности) потребляемая мощность 12FDX должна была быть снижена на 50%, а производительность увеличена на 15%.

История развития платформы 22FDX показывает, что развитие экосистемы разработки FD-SOI-процессов занимает довольно много времени. Поэтому интерес к платформе 12FDX пока невелик, даже если некоторые производственные технологии для нее уже готовы или почти готовы, а у поставщиков сложнофункциональных (СФ) блоков есть «на подходе» какие-либо предложения. В силу этого GlobalFoundries не хочет делать данную технологию официально доступной или же объявлять предполагаемое время ее вывода на рынок – ​особенно сейчас, когда технология 22FDX пользуется растущим успехом.

Согласно официальной позиции GlobalFoundries, пока по платформе 12FDX ведутся НИОКР. Маршрутная карта ее развития сформирована. Но до тех пор, пока не появятся рыночные сегменты, в которых платформу 12FDX можно будет диверсифицировать, ее вывод на рынок специалисты GlobalFoundries считают преждевременным и для самой компании, и для ее клиентов.

Действительно, куда спешить? Для клиентов, нуждающихся в производительности и плотности размещения элементов 10-нм класса технологий, пригодна предлагаемая GlobalFoundries технология 12LP+ (12LPP). Для недорогих массово выпускаемых конструкций с малой потребляемой мощностью вполне подходит платформа 22FDX. То есть в настоящее время для рынков, охватываемых платформой 22FDX, платформа 12FDX будет попросту избыточной. Более сложные приборы для новых приложений, которым действительно будет требоваться платформа 12FDX, еще только предстоит разработать.


Расширение производственных мощностей и государственно-частное партнерство

Основные производственные комплексы GlobalFoundries – ​заводы в Дрездене (Fab 1, ФРГ) и в округе Мальта (Fab 8, шт. Нью-Йорк, США). Fab 1 был создан как первый завод корпорации AMD по обработке 300-мм пластин и стал частью вклада в создание совместного с корпорацией ATIC (инвестиционная группа правительства эмирата Абу-Даби) предприятия, получившего название GlobalFoundries (2009). После окончательного выхода AMD из СП весной 2012 г. GlobalFoundries полностью контролируется ATIC. Комплекс Fab 1 производит ИС для автомобильной, мобильной и промышленной электроники, а также для Интернета вещей. Диапазон применяемых технологических процессов достаточно разнообразен – ​это и 22-нм процесс FDX, и 28-нм процесс SLP (изготовление приборов со сверхнизкой потребляемой мощностью), процессы изготовления энергонезависимых ИС ЗУ с проектными нормами 40/45/50 нм, а также процесс BCDLite («облегченная» комбинированная технология ИС на биполярных, КМОП- и ДМОП-транзисторах). Предполагается, что в 2020–2021 гг. Fab 1 будет способен обрабатывать 400–500 тыс. пластин в год. Однако ввиду большого спроса на его продукцию в ближайшее время этот показатель будет доведен до 900 тыс. или даже миллиона пластин в год.

Специалисты отмечают, что чуть больше 50% имеющихся площадей комплекса Fab 1 можно использовать для расширения мощностей. Предполагается, что в рамках государственно-частного партнерства соответствующие инвестиции будет осуществлять не только сама GlobalFoundries, но и правительство федеральной земли Саксония, и, возможно, правительство ФРГ.

На протяжении своего существования GlobalFoundries инвестировала в собственные заводы по обработке пластин миллиарды долларов. По отчетам корпорации, на модернизацию Fab 1, покупку и модернизацию сингапурского кремниевого завода Chartered Semiconductor Manufacturing и завершение строительства производственного комплекса в шт. Нью-Йорк в период до 2013 г. было затрачено около 12 млрд долл. Имеющиеся сейчас в распоряжении GlobalFoundries производственные мощности нуждаются в модернизации – ​это одна из причин того, что компания никогда не сообщала о получении чистой прибыли. При этом прекратить инвестиции невозможно – ​конкуренты постоянно расширяются. Обычно компания тратит на модернизацию около 700 млн долл. в год, но в 2021-м эту сумму планируется довести до 1,4 млрд долл. (включая затраты на Fab 1 и Fab 8).

Отличительная черта современного этапа инвестиционной политики GlobalFoundries состоит в том, что компания намерена осуществлять капиталовложения только при поддержке местных органов власти. Это неудивительно, ведь производство полупроводниковых приборов – ​очень капиталоемкая отрасль.

Представители GlobalFoundries отмечают, что причина, по которой современная производственная база микроэлектроники сосредоточена в определенных странах и регионах, заключается в активной помощи властей. Действительно, на определенных этапах правительства ряда стран (Япония, потом Южная Корея, Тайвань и Сингапур, а затем КНР) решили, что наличие подобного потенциала отвечает интересам национальной безопасности, и начали осуществлять совместные с частными партнерами инвестиции (власти КНР пошли значительно дальше). Для обеспечения конкурентоспособности национальной экономики практика совместных инвестиций сохраняется на уровне отдельных штатов США (рассматривается вопрос о формировании портфеля федеральных грантов), стран ЕС и ЕС в целом.


Подготовка к IPO

Корпорация GlobalFoundries готовится к преобразованию в акционерное общество открытого типа путем первичного размещения акций на фондовом рынке (IPO) во второй половине 2022 г. Правда, перед этим она намерена достичь определенных финансовых показателей, что позволит привлечь посредством IPO больше сторонних финансовых средств. Некоторые аналитики отмечают, что данный шаг, возможно, отражает трудности, с которыми столкнулся эмират Абу-Даби (и, соответственно, корпорация ATIC) из-за падения цен на нефть. Другие не менее обоснованно указывают, что само создание GlobalFoundries стало одним из шагов властей эмирата по подготовке к переходу на «постнефтяную» экономику. Кроме того, в планах развития GlobalFoundries первоначально предполагалось создание центра НИОКР в области микро- и наноэлектроники на территории эмирата, а также завода по обработке пластин диаметром 300 мм. Эта часть плана не отменена – ​ее реализация отложена на неопределенное время. Соответственно, связывать подготовку к IPO GlobalFoundries только с падением доходов эмирата от нефтяного сектора не совсем верно. Тем более что подготовка к IPO уже проводилась несколько лет назад, когда корпорация расширяла производственные мощности в штате Нью-Йорк, доставшиеся ей от AMD. Однако в то время GlobalFoundries сумела обойтись собственными средствами.

Назначение даты IPO на второе полугодие 2022 г. связано с предполагаемым выходом к этому сроку на уровень рентабельности. При этом получение чистой прибыли гарантируется не точно к намеченному рубежу, а в течение нескольких ближайших лет. Кроме того, до момента IPO и достижения рентабельности руководство GlobalFoundries намерено провести амортизацию всего установленного производственного оборудования [2].


Samsung Foundry

Как известно, корпорация Samsung стала единственным IDM, не только оказывающим услуги кремниевого завода на свободных мощностях, но и создавшим для этого специализированное, автономное подразделение – ​Samsung Foundry. Сейчас количество линий Samsung в Южной Корее и США, оказывающих услуги кремниевого завода на пластинах диаметром 200 и 300 мм, достигло шести (см. таблицу). Стоит отметить, что если на момент формирования к автономному foundry-подразделению Samsung относились только линии техасского комплекса, то сейчас в его распоряжении и линии в Южной Корее [3].


Таблица 1

Линии Samsung, оказывающие услуги кремниевого завода

Производственный комплекс, линия

Технологический процесс (нм)

Диаметр обрабатываемых пластин (мм)

Остин, шт. Техас, США

S1-Line

8–65

300

S2-Line

11–65

300

S3-Line

10 и менее

300

S4-Line

65 и менее

300

Гиюнг, Южная Корея, 6-Line

65–180

200

Хвасон, Южная Корея, V1-Line

7 и менее

300


В настоящее время Samsung планирует в 2021 г. расширить свои 5-нм мощности. Это обусловлено ростом производственных заказов от nVidia на графические процессоры GeForce, основанные на архитектуре Hopper. Также по этим проектным нормам изготавливаются процессоры Snapdragon 885 для корпорации Qualcomm и собственные флагманские «системы-на-кристалле» (SoC) Exynos. Несмотря на это, Samsung, как ожидается, будет отставать от TSMC примерно на 20% с точки зрения мощностей по производству 5-нм ИС (см. рисунок).



Источник: TrendForce

Структура мировых мощностей по обработке пластин с использованием 5-нм техпроцесса (тыс. пластин, начатых обработкой, в месяц)


Отмечается, что на данный момент производить ИС с проектными нормами 7 нм и менее могут только TSMC и Samsung [4].

Продолжение следует…


2. Anton Shilov. GlobalFoundries Offers Ambitious Tech Plans, While Eying an IPO. EE Times, 10.21.2020: https://www.eetimes.com/globalfoundries-offers-ambitious-tech-plans-while-eying-an-ipo/?utm_source=newsletter&utm_campaign=link&utm_medium=EETimesDaily-20201022&oly_enc_id=5245B7817912J8Z 

3. Samsung Electronics Begins Mass Production at New EUV Manufacturing Line. Semiconductor Digest, February 20, 2020: https://www.semiconductor-digest.com/2020/02/20/samsung-electronics-begins-mass-production-at-new-euv-manufacturing-line/ 

4. Manners David. Foundry Revenue to Grow 23.8% This Year. Electronics Weekly, November 19, 2020: https://www.electronicsweekly.com/news/business/foundry-revenue-grow-23-8-year


ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Выпуск 24/25 (6748/6749) от 23 декабря 2021 г. г.
Выпуск 23(6747) от 25 ноября 2021 г. г.