produkcja chipów

Ostatnio omawialiśmy przecieki dotyczące procesorów Intel Core Ultra z rodziny Lunar Lake. Teraz jednak otrzymaliśmy oficjalne potwierdzenie od firmy z Santa Clara, kiedy nastąpi rozpoczęcie produkcji kolejnej rodziny jednostek CPU Panther Lake (Core Ultra 300). Co więcej, litografia 18A od Intel Foundry Services przyciąga coraz większą uwagę kolejnych dużych amerykańskich podmiotów, które wymagają produkcji chipów w Stanach Zjednoczonych.

Branża półprzewodników to jeden z najszybciej rozwijających się segmentów rynku nowych technologii. Duże firmy prowadzą nieustanne prace nad dostarczeniem bardziej zaawansowanych procesów technologicznych. Liderem pozostaje jednak od dłuższego czasu TSMC. Tajwańska firma zaprezentowała właśnie nowy proces A16, na którym bazowały będą niektóre chipy produkowane w 2026 roku. Jego dużą zaletą będzie efektywność energetyczna.

Amerykański CHIPS and Science Act to bezprecedensowe rozwiązanie w amerykańskiej branży półprzewodników, które ma docelowo doprowadzić Stany Zjednoczone do światowej czołówki w produkcji chipów. Z odpowiednich dofinansowań korzystają już między innymi TSMC, Intel czy Samsung. Źródła donoszą, że na pokaźną dotację może liczyć także Micron. Firma ma imponujące plany inwestycyjne, które sięgają co najmniej 20 lat w przyszłość.

Duże firmy technologiczne podejmują od pewnego czasu starania, które mają doprowadzić do częściowego uniezależnienia produkcji chipów od regionu Dalekiego Wschodu. Jedną z nich jest TSMC, które buduje nowe fabryki w Stanach Zjednoczonych oraz Niemczech. Kwestia przeniesienia produkcji jest jednak skomplikowana i z całą pewnością odbije się na cenach chipów. Tajwańska firma oczekuje, że jej klienci będą partycypowali w zwiększonych kosztach.

Kilkadziesiąt godzin temu Tajwan nawiedziło jedno z największych trzęsień ziemi we współczesnej historii wyspy. Tamtejsze budownictwo jest jednak dobrze przygotowane na takie okoliczności, choć zniszczeń nie udało się oczywiście zupełnie uniknąć. Jak pewnie wiecie, Tajwan od lat pozostaje największym wytwórcą chipów na świecie, dlatego od razu powstały obawy o długie przerwy w produkcji chipów. Ostatnie wydarzenia nie doprowadzą na szczęście do znaczących opóźnień.

W 2022 roku duże firmy z branży półprzewodników rozpoczęły produkcję w procesie technologicznym 3 nm. Wśród nich jest także tajwańskie przedsiębiorstwo TSMC. Choć trwają już obecnie intensywne przygotowania do produkcji chipów 2 nm, to prognozuje się, że proces aktualnej generacji będzie nieustannie zyskiwał na popularności, generując coraz większe przychody. Duża w tym zasługa największych klientów TSMC, czyli takich firm, jak Apple, Intel czy AMD.

Relacje pomiędzy Stanami Zjednoczonymi a Chinami nieustannie pozostają napięte i wątpliwe jest, żeby stan ten zmienił się w nieodległej przyszłości. Ich poprawie nie będzie sprzyjało też ostatnie zarządzenie ze strony władz Państwa Środka. Wprowadzono bowiem zakaz wykorzystywania procesorów Intela i AMD w rządowych komputerach. Promowane mają za to być chińskie alternatywy, co z pewnością znacząco wzmocni tamtejszych producentów chipów.

Ostatnie trendy w branży półprzewodników są oczywiste. Następuje powolny odwrót od produkcji chipów w regionie Dalekiego Wschodu. Choć duża część elektroniki jeszcze przez długi czas będzie wytwarzana w Chinach, to celem państw zachodnich jest zmiana tej sytuacji. Nie jest to jednak zadanie proste. Przykładem może być polityka produkcyjna Apple, która mocno bazuje na Państwie Środka. Niedawny wywiad z Timem Cookiem pokazuje, że szybko się to nie zmieni.

TSMC jest jedną z najdynamiczniej rozwijających się firm w branży półprzewodników. Producent chipów nie oszczędza na inwestycjach, dzięki czemu otrzymujemy coraz wydajniejsze chipy, opracowane w mniejszych procesach technologicznych. Spółka planuje budowę kolejnych placówek produkcyjnych na swoim rodzimym Tajwanie. Zajmą się one przede wszystkim pakowaniem CoWoS, które jest kluczowe dla chipów wykorzystywanych w sektorze AI.

Problem cen energii pozostaje istotnym problemem w naszej strefie geograficznej. Dotyczy jednak także Dalekiego Wschodu, gdzie wciąż produkuje się najwięcej chipów. Wszelkiego rodzaju produkcja masowa wiąże się z odpowiednio wysokim zużyciem prądu. Tak jest też w tym przypadku. Duże zakłady produkcyjne na Tajwanie przygotowują się na znaczące podwyżki cen energii elektrycznej. Z pewnością nie uda się docelowo uniknąć przerzucenia ich części na konsumentów.

Pomiędzy firmami technologicznymi toczy się wyścig, który ma na celu dostarczenie przed konkurencją jak najbardziej wyrafinowanych chipów. Niektórzy za sprawą zmiany nazwy procesów technologicznych decydują się nieco naginać rzeczywistość, sugerując tym samym, że dany układ jest bardziej zaawansowany i konkurencyjny. Swojego czasu głośno było zmianie nazewnictwa przez Intel. Najnowsze doniesienia sugerują, że na podobny pomysł wpadł teraz Samsung.

Na świecie od pewnego czasu można zaobserwować trend, który zakłada odejście od wytwarzania wyrafinowanego technologicznie sprzętu w Chinach. Dotyczy to zwłaszcza branży półprzewodników i produkcji chipów. Intel oraz TSMC to tylko niektóre z podmiotów dążących do dywersyfikacji branży. Wszystko to odbywa się między innymi dzięki rządowym dofinansowaniom. Stany Zjednoczone mają w planach stać się w przyszłości potęgą w tej branży.

Na świecie trwają przygotowania do produkcji chipów opartych na procesie technologicznym 2 nm. Samsung będzie w niedalekiej przyszłości jednym z ich głównych producentów. Koreańskie przedsiębiorstwo ogłosiło właśnie nawiązanie współpracy z brytyjskim Arm, która ma zaowocować optymalizacją projektu rdzeni Cortex-X i Cortex-A kolejnej generacji. Chipy wykorzystujące te rozwiązania będą bazowały na tranzystorach GAA (Gate-All-Around).

Holandia jest jednym z krajów, które jakiś czas temu nałożyły, obok Stanów Zjednoczonych, sankcje na chiński sektor półprzewodników. Mocno skomplikowało to produkcję chipów w Państwie Środka, ponieważ problematyczne stało się pozyskiwanie wykorzystywanego w branży zaawansowanego sprzętu. Oczywiście Chiny nie zostały całkowicie odcięte od zachodnich technologii, ale wiele wskazuje na to, że sankcje mogą zostać w niedalekiej przyszłości rozszerzone.

Sytuacja wokół Chin i Tajwanu jest nieustannie napięta. Toczy się też pewnego rodzaju wyścig technologiczny, w trakcie którego Państwo Środka stara się nadrobić przepaść, jaka dzieli oba podmioty w kwestii produkcji chipów. Wiele wskazuje na to, że postęp w chińskiej branży półprzewodników dokonuje się także w sposób niezbyt uczciwy. Głos w tej sprawie zajął nieformalny ambasador Tajwanu w Stanach Zjednoczonych i doczekał się reakcji ambasady Chin.

Choć chiński potencjał w zakresie produkcji chipów znacząco ograniczają amerykańskie sankcje, to tamtejsze firmy starają się nadrobić opóźnienie względem technologicznych liderów. Osiągnięcie poziomu zaawansowania produkcji, którym charakteryzuje się choćby tajwański TSMC, nie będzie możliwe w bliskiej przyszłości. Najnowsze doniesienia wskazują jednak, że SMIC może jeszcze w tym roku rozpocząć produkcję chipów w procesie klasy 5 nm.

Amerykański "CHIPS and Science Act" otwiera drogę do szeroko zakrojonych inwestycji rządowych w amerykańską branżę półprzewodników. Z dofinansowania korzystają już takie firmy jak Intel, TSMC, Micron czy Wolfspeed. Okazuje się jednak, że w ramach programu pewne środki mogą trafić także do innych krajów. Wśród nich wymienia się między innymi Wietnam. Głównym celem jest oczywiście uniezależnienie się od produkcji chipów w Chinach.

Nic nie wskazuje na to, żeby boom na sprzęt służący do obsługi sztucznej inteligencji miał się w najbliższym czasie zakończyć. Wiemy, że chętni na zakup akceleratorów NVIDII muszą ustawiać się w kolejki i czekać kilka lub nawet kilkanaście miesięcy na realizację zamówień. Nic zatem dziwnego w tym, że amerykańska firma stara się zwiększyć podaż swoich urządzeń. Źródła donoszą, że nawiązana została w tym celu współpraca z Intel Foundry Services.

W obecnej chwili bazą dla postępu w branży półprzewodników jest zmniejszanie procesu technologicznego. Już wkrótce najbardziej zaawansowane chipy będą wykonane w procesie 2 nm. Ich masowa produkcja powinna rozpocząć się w 2025 roku. TSMC ma jednak zaawansowane plany, które przewidują, że w stosunkowo nieodległej przyszłości powstanie ośrodek produkujący 1-nm chipy. Byłoby to osiągnięcie istotnej granicy w tej branży.

Wiele mówi się ostatnio o problemie zastąpienia niektórych zawodów przez sztuczną inteligencję. Może wydawać się, że era całkowitego wyeliminowania czynnika ludzkiego w przypadku przeważającej części miejsc pracy jest ciągle bardzo odległa. Swoje plany dotyczące dalszego rozwoju automatyzacji ma jednak Samsung. Okazuje się, że już w stosunkowo nieodległej przyszłości to maszyny mogą przejąć niemal wszystkie zadania związane z produkcją chipów.

TSMC w ostatnim czasie stawia mocno na dywersyfikację produkcji chipów. Nowe fabryki powstają w Stanach Zjednoczonych, Europie, a także Japonii. Ta ostatnia lokalizacja jest szczególnie ważna dla tajwańskiej firmy z uwagi na zbliżoną kulturę pracy. Ośrodek produkcyjny w Kraju Kwitnącej Wiśni jest już na ukończeniu. TSMC planuje jego otwarcie jeszcze w pierwszym kwartale 2024 roku. Nie będzie to jednak najbardziej wyrafinowana technologicznie fabryka.

Firma Amkor jest w takcie budowy ośrodka produkcyjnego w Arizonie, który będzie zajmował się pakowaniem i testowaniem chipów. Fabryka powstaje w pobliżu placówki TSMC i docelowo ma stanowić jej uzupełnienie. Apple jest jej pierwszym klientem. Wydaje się, że nawiązanie tej współpracy może być krokiem na drodze do zmniejszenia zależności od spółki należącej do Tajwańczyków. Nie da się wykluczyć także motywacji czysto biznesowych.

Od pewnego czasu wśród państw zachodnich na popularności zyskuje trend zakładający możliwie daleko posunięte uniezależnienie się od dostaw chipów z Dalekiego Wchodu. Proces nie jest łatwy, ponieważ ten segment rynku od dawna bazuje na produkcji w Chinach czy na Tajwanie. Uniezależnienie wymaga olbrzymich nakładów finansowych i determinacji. Potrzebny będzie też czas, o czym doskonale zdaje się wiedzieć prezes NVIDII – Jensen Huang.

Dominująca część przychodów Intela pochodzi ze sprzedaży sprzętu podmiotom biznesowym i zwykłym konsumentom. W przeszłości firma jednak czerpała zyski także ze współpracy z instytucjami rządowymi. Polityka ta może być w przyszłości kontynuowana. Według najnowszych informacji, Intel jest w trakcie negocjacji istotnego kontraktu z amerykańskim wojskiem. W grę wchodzą pokaźne środki, które mogą mieć niebagatelny wpływ na wyniki finansowe "niebieskich".

NVIDIA przeważnie pierwsze układy z nowej rodziny wprowadza na rynek serwerowy, a następnie HEDT, konsumencki high-end i tak dalej... Zatem można było się spodziewać, że powoli firma Jen-Hsuna Huanga zacznie organizować łańcuchy dostaw dla swoich najwydajniejszych układów, które zdaje się, że w większości zasilą maszyny do rozwiązań AI. Teraz docierają do nas informacje, że cały proces zdaje się mieć ku końcowi, a premiera odbędzie się szybciej, niż pierwotnie zakładano.

Sankcje nałożone na Chiny przez Stany Zjednoczone, Japonię i Holandię mają uderzyć przede wszystkim w firmy z Państwa Środka. Jednakże zakaz sprowadzania do tego kraju sprzętu służącego do produkcji chipów może mieć negatywny wpływ także na przedsiębiorstwa zewnętrzne, które w Chinach posiadają swoje fabryki. Wiele wskazuje na to, że w takich przypadkach stosowana będzie polityka wyjątków. Dowodzi temu pozwolenie otrzymane przez Samsung i SK hynix.

Chińska technologia produkcji chipów jest daleko za zachodnimi rozwiązaniami. W niwelowaniu różnicy nie pomagają sankcje, które zostały nałożone przez Stany Zjednoczone, Japonię i Holandię. Państwo Środka podejmuje jednak działania, które mają w przyszłości zaowocować znaczącym postępem w tym segmencie. Nie chodzi tutaj wyłącznie o bezpośrednie dotacje dla sektora półprzewodników, ale także o opracowywanie narzędzi, które mogą posłużyć do produkcji.

Zachodnie spółki technologiczne mogą liczyć na spore wsparcie ze strony rządów. Dotyczy to zwłaszcza budowy nowych fabryk poza regionem Dalekiego Wschodu. Chińska branża półprzewodników mocno ucierpiała w wyniku sankcji nałożonych na to państwo przez Stany Zjednoczone, Japonię i Holandię. W celu poprawy sytuacji tamtejszego sektora rząd postanowił sięgnąć po pokaźne dofinansowania pochodzące z kilku źródeł.