Она была одним из инициаторов данного перехода, но в итоге испугалась, что не осилит конкуренцию с Samsung и Intel – главным евангелистом новой технологии. TSMC убедила Intel в нецелесообразности перехода, и в итоге весь мир по-прежнему ориентируется на пластины диаметром 300 мм.
TSMC против технического прогресса
Компания TSMC, крупнейший контрактный производитель микросхем в мире, оказалась главным виновником гибели технологии сборки чипов на 450-миллиметровых (18-дюймовых) пластинах, пишет The Register. На это указал бывший операционный директор компании Чанг Шанг-И (Chiang Shang-Yi). В конце февраля 2022 г. TSMC отказалась выпускать российские процессоры.
Он поведал об этом, в частности, в интервью Музею компьютерной истории (Computer History Museum, CHM) в Калифорнии (США). Его целью было рассказать всему миру, что на самом деле произошло с проектом по переходу на 450-миллиметровые пластины.
В настоящее время самые большие пластины, используемые для производства микросхем любого масштаба в полупроводниковой промышленности, имеют диаметр 300 мм или 12 дюймов. К этому диаметру производители шли постепенно, наращивая размеры пластин, поскольку чем они больше, тем больше чипов на них помещается, и тем ниже себестоимость производства одной микросхемы. Другими словами, чем больше пластина, тем выше заработок производителя.
По словам Чанга Шанг-И, TSMC действительно двигалась в сторону перехода на 450-миллиметровые пластины, еще когда была небольшой компанией. Но ей пришлось отказаться от этой затеи, когда ее руководство поняло, что данное нововведение сразу поднимет компанию на новый уровень, где ей придется сражаться уже не с небольшими китайскими компаниями, а с настоящими гигантами – Intel и Samsung. Они обе являются в настоящее время одними из крупнейших чипмейкеров в мире.
Начало истории
Вендоры полупроводников обратили самое пристальное внимание на пластины нового размера еще в начале прошлого десятилетия. По данным The Register, в 2012 г. TSMC объявила о своем плане по строительству новой фабрики по производству 450-миллиметровых изделий, рассчитанном на пять лет. По предварительным оценкам, это обошлось бы ей в пределах $10 млрд.
TSMC подчеркнула тогда, что пластины с диаметром 450 нужны и Intel. По словам ее представителей, американский чипмейкер начал переход на новые пластины на своих заводах в Аризоне и Орегоне (штаты США).
Однако интерес к новым пластинам зародился у крупнейших производителей микросхем еще немного раньше. В 2008 г. Intel, Samsung и TSMC объявили о планах по сотрудничеству и совместной разработке технологий, необходимых для скорейшего перехода на 450 мм. Intel тогда громогласно заявила, что переход от 300-миллиметровых кремниевых пластин к 450-миллиметровым позволит более чем вдвое увеличить количество микросхем на пластине.
Дошло до того, что в 2011 г. был создан консорциум Global 450mm Consortium (G450C) для разработки производственного оборудования и инструментов, необходимых для начала производства 450-миллиметровых пластин. В его состав, наряду с Intel, Samsung и TSMC, вошли также американские компании IBM и GlobalFoundries.
Intel была первой, кто выбыл из этого проекта – она вышла из состава консорциума в 2012 г. Еще через два года аналогичный шаг сделала TSMC. Энтузиазм остальных членов консорциума угас к 2017 г.
Что испугало тайваньского техногиганта
По словам Чанга Шанг-И, больше всего усилий к переходу на 450 мм принимала именно Intel, несмотря на свой уход из консорциума. «Intel очень хотела, чтобы Samsung и TSMC объединили свои усилия. Intel уже потратила несколько миллиардов долларов на подготовку к эре 450-миллиметровых пластин», – сказал он в интервью СНМ.
В 2013 г. сам Чанг Шанг-И изменил свое отношение к новой технологии производства микросхем. «В 2013 году я направился в офис Морриса Чанга (Morris Chang, гендиректор TSMC – прим. CNews). Я сказал ему, что нам не следует продвигать новый формат пластин», – сказал Чанг Шанг-И. В качестве аргумента он указал, что, полностью освоив производство пластин с диаметром 300 мм, TSMC обошла компании SMIC и UMC. Если перейти на 450 мм, то ей придется столкнуться на Samsung и Intel, которые на тот момент были гораздо крупнее, чем TSMC. К концу 2021 г. все поменялось – у TSMC было 54% рынка, у Samsung – 17% (статистика Time), Intel в силу того, что начала выпускать CPU не только для себя, но и для других компаний лишь летом 2022 г., не вошла и в первую пятерку.
Опасения Чанга заключались в том, что на тот момент у Intel и Samsung было больше инженеров, чем у TSMC, а также больший доход, который помог бы этим двум компаниям инвестировать в производство 450 мм большие суммы в сравнении с TSMC. Компания превратилась из большой рыбы в океане производства чипов в маленькую рыбешку в гораздо меньшем пруду, столкнувшуюся с двумя гигантами, с которыми она не смогла бы конкурировать.
Нужно найти оправдание
Моррис Чанг внял словам Чанги Шанг-И. «Моррис Чанг начал понимать, что делать это сейчас (переходить на 450 мм – прим. CNews) неправильно. Поэтому он созвал не менее 10 совещаний, чтобы обсудить эту тему в компании, и, наконец, решил, что мы не должны поддерживать (переход на 450 мм – прим. CNews», – сказал Чанг.
Но TSMC нужно было найти оправдание, по какой-то причине, почему она не продолжила разработку 450-миллиметровых пластин, чтобы не навредить своей репутации. «Если бы мы напрямую заявили, что TSMC сворачивает разработки, это могло составить негативное мнение о компании, будто она не смотрит в будущее», – говорится в интервью Чанга. Поэтому Чанг решил, что TSMC объявит своим приоритетом развитие передовых технологий, а не 450-миллиметровых пластин.
По словам Чанга, решающим моментом стала встреча на полупроводниковой конференции SEMICON West в 2013 г., когда Intel, Samsung и TSMC собрались вместе с голландской компанией ASML, крупнейшим производителем оборудования для литографии чипов, чтобы обсудить технологию 450 мм.
Огорчить Intel
Бывший глава группы технологий и производства Intel Билл Холт (Bill Holt), представитель Intel на SEMICON West, заявил о поддержке его компанией выпуска 450-миллиметровых пластин и сказал, что все присутствующие стороны должны инвестировать средства в разработку этой технологии.
«Я должен был выступить после него, и я сказал ему, что наш приоритет – передовые технологии, – сказал Чанг. «Он был очень расстроен и ушел. На следующий день Intel объявила, что их приоритет – развитие передовых технологий, и что это конец 450-миллиметровых пластин», – подытожил бывший топ-менеджер TSMC.
Чанг добавил, что в после этого никто больше не вспоминал про новый формат пластин. но, как пишет The Register, это не совсем так. Люди в отрасли, конечно, говорили о данной технологии. К тому же мелкосерийное производство 450-миллиметровых пластин действительно существует, хотя о массовом их выпуске речи не идет. Но, похоже, что TSMC нарушила грандиозные планы Intel по переходу на производство чипов на 450-миллиметровых пластинах.
Представители Samsung никак не отреагировали на слова представителя TSMC о выборе в пользу передовых технологий. Однако компания тоже не стала переходить на новые пластины. Вместо этого она сосредоточилась на освоении новых техпроцессов, и в этой сфере она составляет TSMC весьма успешную конкуренцию – обе компании почти одновременно освоили 5 нм и 4 нм и теперь бьются за первенство в переходе на топологию 3 нм.
Билл Холт, один из главных адептов 450-миллиметровых пластин в Intel, покинул компанию в 2016 г. Чанги Шанг-И тоже больше не работает в TSMC.
