TSMC urýchľuje stavbu tovární v USA. Rusi vyvinuli prístroj na starú čipovú technológiu
Aj keď prvá továreň taiwanskej spoločnosti TSMC schopná vyrábať pokročilé čipy už v USA funguje, presun polovodičovej výroby z Ázie do Ameriky sa nekončí.
Plán rozvoja predpokladá, že taiwanský mikročipový gigant preinvestuje v USA ďalších sto miliárd dolárov (93 miliárd eur) a vybuduje päť nových tovární.
Tri nanometre v 2028, dva do konca dekády
V druhej z nich, ktorá by mala začať vyrábať mikročipy s detailmi na úrovni troch nanometrov už v roku 2028, v súčasnosti inštalujú zariadenia „čistých miestností“, teda superčistého prostredia nevyhnutného pri výrobe čipov. Pilotná produkcia by sa mala začať už na budúci rok.
Tretí modul Fab 21 by mali začať stavať ešte tento rok. Z výrobných liniek tu budú do konca desaťročia schádzať mikročipy vyrobené dvojnanometrovou technológiou, ktorá predstavuje súčasnú špičku.
Celková výška investícií, vrátane už využitých prostriedkov, by mala dosiahnuť 165 miliárd dolárov (153 miliárd eur). Mikročipové továrne TSMC v USA sa tak stanú najväčšou zahraničnou investíciou tejto firmy.
Komplikovaná a drahá výstavba v USA
Problémom ostáva, že výstavba tovární na území USA je oproti Taiwanu asi dvakrát drahšia a trvá dvojnásobnú dobu. V Spojených štátoch ide približne o 38 mesiacov od stavebného povolenia po začiatok výroby. Dokonca aj v prebyrokratizovanej Európe trvá táto aktivita o niečo kratšie, približne 34 mesiacov.
Na druhej strane, rovnaká operácia sa dá v Singapure či Malajzii stihnúť za 23 mesiacov. Premiantom je materská krajina TSMC, Taiwan. Tam trvá doba výstavby iba 19 mesiacov.
Skúsenosti, ktoré taiwanský výrobca polovodičov získal pri výstavbe prvej továrne, mu však umožňujú lehotu skrátiť na nevyhnutné minimum.
"Po bolestivej krivke učenia sme konečne pospájali väčšinu bodov a vieme, s ktorými miestnymi stavebnými dodávateľmi môžeme spolupracovať pri budovaní nových závodov," povedal manažér spoločnosti TSMC s priamou znalosťou veci.
Technologickému rozvoju USA to nepomôže, tvrdí bývalý šéf Intelu
Pat Gelsinger, bývalý riaditeľ Intelu, sa k aktivitám TSMC vyjadril negatívne. „Ak nemáte výskum a vývoj v USA, nebudete mať vedúce postavenie v oblasti polovodičov v USA,“ povedal. „Všetky výskumné a vývojové práce TSMC sú na Taiwane a neurobili žiadne oznámenia, aby to posunuli,“ doplnil.
Na druhej strane uznáva, že Trumpova colná politika bola aspoň čiastočne úspešná pri motivácii výrobcov mikročipov umiestniť svoje výrobné závody na území USA.
Exšéf Intelu tiež pripomenul, že USA majú stále globálny náskok v mnohých vyspelých technológiách, ktoré pravdepodobne určia budúce vedúce postavenie v oblasti umelej inteligencie.
Prichádza Intel 18A
Najväčší americký výrobca mikročipov, vedený novým generálnym riaditeľom Lip Bu-Tanom začal „rizikovú výrobu“ čipov pomocou technologického procesu Intel 18A.
Intel 18A has entered risk production 👏.
— Intel News (@intelnews) April 1, 2025
This final stage is about stress-testing volume manufacturing before scaling up to high volume in the second half of 2025. #IntelVision pic.twitter.com/SWzoZvbVO5
„Riziková produkcia, hoci to znie strašidelne, je v skutočnosti štandardná terminológia v odvetví a dôležitosť rizikovej výroby je v tom, že sme technológiu dostali do bodu, keď ju ‚zmrazíme‘,“ vysvetlil Kevin O'Buckley, senior viceprezident pre fabriky na mikročipy.
„Naši zákazníci potvrdili: ‚Áno, 18A je dosť dobrý pre môj produkt.‘ A teraz musíme urobiť ‚rizikovú‘ časť, ktorou je škálovanie zo stoviek jednotiek denne na tisíce, desaťtisíce a potom státisíce, takže riziková výroba rozširuje našu produkciu a zabezpečuje, že dokážeme splniť nielen možnosti technológie, ale aj masové dodávky,“ dodal.
Porovnávať rôznych výrobcov sa nedá priamočiaro
Už dávno neplatí, že číslo v názve procesu označuje veľkosť takzvaného „hradla“, teda jednej z elektród tranzistoru, základnej súčiastky, ktorá tvorí mikročipy.
Na druhej strane stále funguje úzus, že proces s nižším číslom v názve je „lepší“, teda dokáže na rovnakú plochu „vtesnať“ viac súčiastok. Zároveň môže vylepšiť aj iné parametre, napríklad znížiť spotrebu či zvýšiť maximálne frekvencie.
Toto pravidlo funguje pri porovnávaní procesov rovnakého výrobcu, pri rôznych producentoch sa však porovnávanie nedá urobiť až tak priamočiaro.
Intel prirovnáva svoj proces 18A k N2 od TSMC. Existujú tu však výrazné rozdiely. Kým N2 dokáže na jeden štvorcový milimeter umiestniť až 313 miliónov tranzistorov, 18A ich na rovnakej ploche obsahuje 238 miliónov. Porovnateľný proces Samsungu (SF2/SF3P) dosahuje iba 231 miliónov.
Ide však len o jednostranné porovnanie. Najvyššiu hustotu tranzistorov nevyužívajú za každých okolností, niekedy tento parameter „obetujú“ za cenu vyššej výkonnosti výsledného mikročipu. Analytici predpokladajú, že toto bude aj prípad procesu 18A.
Rusi vyvinuli fotolitograf na technológiu z 90. rokov
Správy z Ruska sa medzi čipovými novinkami väčšinou neobjavujú. Vzhľadom k rozsahu sankcií a problémov so zabezpečením čipov aj prostriedkov na ich výrobu zo zahraničia je však táto krajina nútená vyvíjať vlastné technológie.
Zelenogradské centrum nanotechnológie vyvinulo v spolupráci s bieloruskou spoločnosťou Planar fotolitograf. Ide o zariadenie, ktorým „presvecujú“ takzvané „masky“, aby bolo možné špecifikovať oblasti, na ktoré budú aplikovať technologické operácie počas výroby mikročipu.
Prístroj dokáže spracovávať kremíkové plátky s priemerom 200 milimetrov, problémom však ostáva, že najmenší rozmer detailov, ktoré fotolitograf dokáže preniesť na vznikajúci mikročip, je 350 nanometrov. Takýto proces bol na špičke v rokoch 1995 až 1996, pomocou neho vyrábali napríklad procesory Intel Pentium Pro alebo AMD K5.
Jednou z výhod tohto zariadenia je, že miesto plynových laserov typických pre takéto prístroje využíva ruský fotolitograf laser polovodičový. Ten je energeticky úspornejší, má aj dlhšiu životnosť.
Zelenogradské centrum nanotechnológie tvrdí, že v súčasnosti vyvíjajú fotolitograf schopný „vykresliť" až 130-nanometrové detaily. Ide teda o technológiu z rokov 2000 až 2001. Práce by mali ukončiť v roku 2026.