eng
Выпуск #1/2022
М. Макушин
КОНТРАКТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ИС: ВЕДУЩИЕ МИРОВЫЕ КРЕМНИЕВЫЕ ЗАВОДЫ РАСШИРЯЮТ МОЩНОСТИ. Часть 1
КОНТРАКТНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ИС: ВЕДУЩИЕ МИРОВЫЕ КРЕМНИЕВЫЕ ЗАВОДЫ РАСШИРЯЮТ МОЩНОСТИ. Часть 1
Просмотры: 2192
DOI: 10.22184/1992-4178.2022.212.1.58.66
Кремниевые заводы все в большей мере становятся основой производственной базы полупроводниковой промышленности – особенно в сфере новейших и перспективных технологических процессов. Эту бизнес-модель используют крупнейшие мировые микроэлектронные фирмы.
Кремниевые заводы все в большей мере становятся основой производственной базы полупроводниковой промышленности – особенно в сфере новейших и перспективных технологических процессов. Эту бизнес-модель используют крупнейшие мировые микроэлектронные фирмы.
Теги: fabless industry fabless-индустрия globalfoundries intel samsung silicon fab smic tsmc кремниевый завод
Контрактное производство ИС: ведущие мировые кремниевые заводы расширяют мощности. Часть 1
М. Макушин
Кремниевые заводы все в большей мере становятся основой производственной базы полупроводниковой промышленности – особенно в сфере новейших и перспективных технологических процессов. Даже крупнейшие традиционные микроэлектронные фирмы полного цикла, такие как Intel и Samsung, вынуждены по экономическим соображениям использовать эту бизнес-модель.
Однако сосредоточенность кремниевых заводов в Азии, в первую очередь на Тайване, делает эту индустрию уязвимой с геополитической точки зрения. Это, в частности, замедление развития крупнейшего кремниевого завода КНР (SMIC) из-за американских санкций, с одной стороны, а с другой – вывод современных производств с Тайваня в США (TSMC) из-за опасений поглощения острова материковым Китаем.
Термином кремниевый завод (foundry) принято обозначать контрактное производство ИС по спецификациям заказчика. При этом заказчику для облегчения проектирования ИС предоставляются возможности использования инструментальных средств САПР, баз библиотек стандартных элементов платформ и СФ-блоков различных фирм-партнеров кремниевого завода. Эта бизнес-модель возникла чуть позднее, чем fabless-фирмы, специализирующиеся на «чистом» проектировании ИС. Первоначально заказы fabless-фирм исполнялись вертикально-интегрированными корпорациями полного цикла (разработка, проектирование и производство ИС) – IDM, однако при этом отсутствовал гарантированный доступ к производственным мощностям, а зачастую и необходимые специализированные процессы. Возникла потребность в специализированных контрактных производителях ИС.
Первые кремниевые заводы, тайваньские TSMC (1979) и UMC (1986), «отпочковались» (spin-off) от государственного Института промышленно-технологических исследований (ITRI) Тайваня, выделившись в самостоятельные компании с получением части активов, после завершения исследовательских программ в области субмикронных полупроводниковых технологий. В свою очередь, появление fabless-индустрии связано с развитием рынка электронной аппаратуры и появлением на нем сегментов, требовавших производства малых и средних партий специализированной конечной аппаратуры для определенного круга заказчиков. IDM, производившие в основном массовые партии стандартных ИС, не всегда могли удовлетворить требования изготовителей комплектной аппаратуры (OEM) в части создания приборов необходимой сложности по приемлемым ценам. Поэтому появились фирмы, занятые конструированием специализированных ИС (ASIC), программируемых логических и некоторых других типов приборов, как правило, более дешевых, чем их аналоги у IDM.
В процессе масштабирования, по мере усложнения и удорожания производственного оборудования, разработки технологических процессов и проектирования ИС число IDM стало сокращаться. Переломом стал период 2005–2010 годов, когда при достижении технологического уровня 22 / 20 нм многие IDM или превратились в fabless-фирмы, или ушли в другие отрасли, а корпорации Intel и Samsung начали использовать модель кремниевого завода, причем Intel предпринимает эту попытку уже во второй раз. Первый опыт не удался – руководство и специалисты не восприняли foundry-менталитет: обслуживался, прежде всего, узкий круг партнеров корпорации (лицензировавших технологию Intel), под каждый заказ выделяли свободные на данный момент мощности.
Samsung же, опередив Intel с освоением бизнес-модели кремниевого завода на несколько лет, сразу создала в своей структуре автономное подразделение – Samsung Foundry – и обеспечила заказчикам максимальный уровень поддержки. Сейчас это подразделение обладает восемью технологическими линиями в США и Южной Корее, которые способны производить ИС в широком диапазоне проектных норм.
То, что происходит сейчас с производственной базой микроэлектроники, скорее всего промежуточный этап. Многие новые тенденции до конца не оформились. Но ясно несколько моментов. Во-первых, повышается уровень монополизации рынка микроэлектроники с производственной точки зрения. Cреди кремниевых заводов произошло расслоение – крупнейшие из них оказались способными выдерживать гонку масштабирования и даже быть впереди по технологическому уровню крупнейших IDM, а более мелкие ушли в ниши рынка. Во-вторых, повышаются входные барьеры для желающих появиться на данном рынке. В-третьих, значение гарантированного доступа к современным производственным мощностям микроэлектроники становится фактором не только конкурентоспособности, но и выживания как fabless-фирм, так и производителей электронных систем. Наконец повышается значение изделий микроэлектроники для обеспечения задач модернизации экономики, обеспечения национального суверенитета и т. п.
Состояние и перспективы развития рынка кремниевых заводов
Динамика развития рынка кремниевых заводов и перспективы до 2025 года
По данным корпорации IC Insights, продажи кремниевых заводов в 2021 году должны увеличиться до 107,2 млрд долл. (здесь и далее итоговых данных за 2021 год пока нет). В 2025 году этот рынок достигнет 151,2 млрд долл., а среднегодовые темпы прироста продаж в сложных процентах (CAGR) за 2021–2025 годы составят 11,6% (рис. 1). Рынок состоит из «чистых» кремниевых заводов (TSMC, GlobalFoundries, UMC, SMIC и т. д.) и интегрированных производителей (IDM – Samsung и Intel), оказывающих услуги кремниевых заводов в дополнение к производству собственных ИС.
Рост рынка кремниевых заводов обусловлен устойчивым спросом на современные компьютерные и прикладные процессоры, используемые в сетях и центрах обработки данных (ЦОД), новых 5G-смартфонах и ИС, применяемых в других быстрорастущих сегментах рынка, таких как робототехника, самоуправляемые транспортные средства и перспективные системы помощи водителю (ADAS), искусственный интеллект, машинное обучение и системы распознавания изображений. Ожидается, что в 2025 году рынок кремниевых заводов достигнет 151,2 млрд долл., а CAGR за период 2021–2025 годов составят 11,6%.
Продажи «чистых» кремниевых заводов в этом году вырастут на 24% до 87,1 млрд долл. (рост в 2020 г. – 23%), а в 2025 году составят 125,1 млрд долл. (CAGR = 12,2%). Доля «чистых» кремниевых заводов увеличится с 81,2 до 82,7%. Эти поставщики вкладывают значительные средства в создание новых мощностей. Рост рынка IDM, оказывающих услуги кремниевых заводов, в 2021 году должен составить 18% (до 20,1 млрд долл.), а в 2025 году достигнет 26,1 млрд долл. при CAGR = 9%. Большую часть этого сегмента занимает Samsung Foundry (автономное подразделение Samsung). Корпорация Intel в рамках новой стратегии IDM 2.0 планирует стать крупным поставщиком услуг кремниевых заводов [1].
Что касается структуры рынка кремниевых заводов по изготовителям, то здесь интерес представляют оценки ресурса TrendRorce (рис. 2). Некоторые различия в объемах доходов по сравнению с данными IC Insights объясняются несовпадениями в подходах, а также тем, что исследование IC Insights было опубликовано в сентябре, а оценки TrendForce – в апреле 2021 года. Специалисты TrendForce отмечают, что примечательным явлением в бизнесе кремниевых заводов стал их выход в сектор услуг с использованием перспективных методик корпусирования ИС [2].
Также интересен еще один, теперь декабрьский, прогноз IC Insights. По его данным мировые капиталовложения в полупроводниковую промышленность в 2021 году вырастут на 34% и составят 152 млрд долл. (в 2020 г. – 113,1 млрд долл.). Это самый высокий прирост с 2017 года (+41%). На сегмент кремниевых заводов придется 35% капиталовложений – в основном это затраты на новые заводы и оборудование для 7 / 5 / 3‑нм процессов, что подчеркивает растущую зависимость отрасли от этой бизнес-модели. На долю TSMC, крупнейшего кремниевого завода в мире, в этом году придется 57% от 53 млрд долл. капиталовложений этого сегмента. Капиталовложения SMIC из-за санкций США сократятся на 25% – до 4,3 млрд долл. [3].
Кратко о развитии индустрии
кремниевых заводов
В течение многих лет кремниевые заводы предоставляли услуги контрактного производства в таких секторах, как аналоговые приборы, КМОП-формирователи сигналов изображения, приборы на составных (сложных) полупроводниковых материалах, логические приборы, MEMS и радиоприборы. Для каждого из этих секторов кремниевые заводы разрабатывают специализированные технологические процессы. Крупнейшие поставщики, такие как GlobalFoundries, Samsung Foundry, SMIC, TSMC и UMC, действуют во многих технологических сегментах. Большинство же кремниевых заводов специализируется в одной или нескольких областях.
Долгое время IDM по технологическому уровню превосходили кремниевые заводы. Так, в 2001 году действовало 18 IDM, заводы по обработке пластин которых использовали передовые на тот момент 130‑нм технологии. В то же время несколько кремниевых заводов производили ИС для недавно возникших fabless-фирм по более зрелым процессам.
К 2010 году стоимость производственных мощностей, разработки новых технологических процессов и проектирования ИС увеличилась настолько, что многие IDM оказались не в состоянии позволить себе такие расходы. Многие из них или перешли на fab-lite-модель, или превратились в fabless-фирмы, некоторые покинули бизнес в области полупроводниковых приборов.
Следующим крупным рубежом стало освоение 20‑нм технологического уровня, когда традиционные планарные транзисторы перестали отвечать ужесточающимся требованиям разработчиков и производителей конечных электронных систем. Поэтому Intel в 2011 году на уровне 22‑нм процесса представила новую транзисторную архитектуру – FinFET.
Кремниевые заводы представили FinFET- технологию с 16/14-нм проектными нормами три года спустя. FinFET обеспечивают лучшую производительность и меньший статический ток утечки, чем планарные транзисторы. Но FinFET также труднее производить и масштабировать на каждом новом технологическом уровне (с меньшими проектными нормами). Соответственно, резко возросли затраты на НИОКР в области технологических процессов, а цикл перехода на новый технологический уровень увеличился с 18 до 30 месяцев и более.
С появлением FinFET корпорация Intel расширила свое лидерство на рынке микропроцессоров и технологических процессов. Стремясь использовать эту технологию на новых рынках, Intel в 2010 / 2011 годах вышла на рынок услуг кремниевых заводов и добилась некоторого успеха. В то время она производила на основе своего 22‑нм FinFET-процесса FPGA различных производителей. Позже Intel выпустила 14‑нм ПЛИС Altera (в 2015 году Intel поглотила фирму Altera). Доля Intel на рынке услуг кремниевых заводов была крошечной, но корпорация представляла реальную угрозу из-за своего технологического лидерства. Это изменилось в 2016 году, когда Intel впервые представила свой 10‑нм FinFET-процесс. Корпорация столкнулась с задержками при его освоении и отгрузила первые ИС только в 2019 году – более чем на два года позже, чем ожидалось. При этом в 2018 году TSMC представила первый в мире 7‑нм FinFET-процесс, за ней последовала корпорация Samsung (10‑нм Intel эквивалентен 7‑нм процессам кремниевых заводов). То есть эти кремниевые заводы стали предоставлять 7‑нм, а теперь и 5‑нм ИС конкурентам Intel. Таким образом, конкуренты Intel внезапно получили преимущество в области технологических процессов.
2018 год стал поворотным годом и по другим причинам. Затраты на производство ИС продолжали расти, но отдача от масштабирования снижалась. Из-за этого GlobalFoundries и UMC прекратили свои разработки процессов с проектными нормами 7‑нм и менее, ограничившись технологическим уровнем 16 / 14 нм и выше. Примерно в это же время корпорация Intel вышла из бизнеса кремниевых заводов. Причина неудачи – недостаточная ориентация на обслуживание клиентов [1].
Стратегии развития кремниевых заводов
TSMC: наращивание мощностей,
расширение сфер деятельности
и опасения относительно КНР
Весной 2021 года TSMC заявил о намерении в течение следующих трех лет затратить на НИОКР и расширение производственных мощностей около 100 млрд долл. (табл. 1). По данным новостного агентства Bloomberg, заводы по обработке пластин TSMC с апреля 2020 года работают с более чем 100%-ной загрузкой производственных мощностей, но спрос на полупроводниковые приборы (включая ИС) по-прежнему превышает предложение [4]. В ноябре было заявлено, что капиталовложения 2021 года составят от 25 до 28 млрд долл. (2020 г. – 17,2 млрд долл.). Также в ноябре TSMC заявила о размещении двух выпусков корпоративных облигаций с целью привлечения 9 млрд долл. на расширение производственных мощностей и природоохранные меры. Инвестиции 2021 года также предполагают создание в Аризоне завода по обработке 300‑мм пластин и выпуску 5‑нм ИС – уже приобретено 445,15 га земли недалеко от г. Феникс [5]. Наконец предполагается, что с 2022 года TSMC не будет снижать цены на обработанные пластины (со сформированными кристаллами ИС) в течение всего года [4]. Отмечается, что TSMC все более вовлекается в центр геополитической борьбы за обеспечение поставок ИС для всего диапазона электроники – от автомобильной электроники до смартфонов. Власти Запада, включая США и ФРГ, недавно призвали Тайвань помочь с решением проблемы дефицита ИС [5].
Таким образом, развитие TSMC и тайваньской микроэлектроники в целом вмешивается геополитика. В 2021 году особо активно стали муссироваться слухи о захвате «Поднебесной» Тайваня – в случае провозглашения независимости (ориентировочной датой называется 2025 год) [7]. По мнению IC Insights, серьезные торговые санкции, особенно в области технологий микроэлектроники, которые США ввели в отношении Huawei, крупнейшей китайской электронной компании, и в отношении SMIC, крупнейшего китайского кремниевого завода, заставили «Поднебесную» задуматься о сохранении конкурентоспособности в сфере микроэлектроники и электроники. Становится все более очевидным, что ответ Китая на этот вопрос сосредоточен на воссоединении с ним Тайваня [8]. КНР со своей стороны подтверждает, что считает остров своей неотъемлемой провинцией и готова применить силу. Следует учитывать:
Последнее очень важно на фоне тенденции превращения кремниевых заводов в основную производственную базу мировой микроэлектроники, а соответственно, и главный источник ИС для отраслей радиоэлектронного комплекса (и других отраслей). Установление контроля КНР над Тайванем – один из худших кошмаров Вашингтона. Поэтому еще год назад США принуждали TSMC согласиться на создание двух заводов по обработке 300‑мм пластин в Аризоне, а сейчас, при обострении и китайско-тайваньских отношений, TSMC уже сама говорит о шести заводах / технологических линиях и переезде семей тайваньских специалистов. Этот момент также очень важен – речь идет об организации заблаговременной эвакуации наиболее ценных кадров с острова. По всей видимости, бегство из Афганистана и его последствия начинают учитываться.
Последнее утверждение подкрепляется тем фактом, что власти г. Финикс и представители штата Аризона (при поддержке федерального правительства) заключили в августе 2021 года сделку с Управлением содействия промышленному сотрудничеству между Тайванем и США (поддерживается Министерством экономики Тайваня) с целью сделать этот штат более привлекательным для микроэлектроники Тайваня на фоне первоначальных (2020 года) планов TSMC построить в Финиксе завод по обработке 300‑мм пластин и выпуску 5‑нм ИС стоимостью 12 млрд долл.
В районе Финикса уже находятся крупные заводы по производству ИС корпораций Intel, NXP Semiconductors и ON Semiconductor. Цель американцев – разместить как можно больше поставщиков TSMC и других связанных с ними компаний в этом районе. Около 40 фирм уже оценивают Аризону как место возможных инвестиций. Власти Финикса работают со школами и местными органами власти с целью облегчения процесса переселения семей тайваньских специалистов, переезжающих в этот район [6].
США не единственное место за пределами Тайваня, где TSMC планирует разворачивать новые производственные мощности. В сентябре 2021 года TSMC и корпорация Sony Semiconductor Solutions договорились создать дочернюю корпорацию Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM) в г. Кумамото (Япония). Новая фирма начнет оказывать услуги кремниевого завода с конца 2024 года. Цель – удовлетворить высокий спрос на специализированные 28‑нм и 22‑нм технологии. Общий объем инвестиций оценивается в 7 млрд долл., месячная мощность обработки – 45 тыс. пластин диаметром 300 мм, численность занятых – 1,5 тыс. человек. Японское правительство предоставило субсидии на реализацию проекта, но их величина не разглашается. Инвестиции Sony оцениваются в 0,5 млрд долл. или менее 20% акционерного капитала JASM. Инвестиции TSMC уже поступили в Японию, они не включены в 100 млрд долл., которые TSMC планирует потратить на расширение своих мощностей в ближайшие три года [7].
GlobalFoundries – дальнейшее развитие и долгожданный выход на IPO
Как известно, в 2008 году в результате серии сделок на общую сумму около 1 млрд долл., ATIC, дочерняя компания Mubadala Investment (фонд национального благосостояния, государственный инвестиционный фонд эмирата Абу-Даби), создала корпорацию GlobalFoundries, приобретя производственные мощности американской корпорации AMD (последняя стала fabless-фирмой, то есть «чистым» проектировщиком ИС). В 2009 году ATIC купила сингапурский кремниевый завод Chartered за 1,8 млрд долл. и объединила его с GlobalFoundries. В 2014 году GlobalFoundries приобрела полупроводниковый бизнес IBM.
В настоящее время GlobalFoundries является вторым по объему продаж (после TSMC) «чистым» кремниевым заводом. На нем работает более 15 тыс. сотрудников по всему миру, из них 7 тыс. человек по всей территории США и почти 3 тыс. человек в ее производственном комплексе, центре НИОКР и штаб-квартире в г. Малта. За последнее десятилетие корпорация инвестировала в свой завод Fab 8 более 15 млрд долл. с целью поддержки инновационного процесса и увеличения производственных мощностей.
GlobalFoundries является аккредитованным поставщиком современных полупроводниковых приборов для правительственных ведомств США, включая министерство обороны. Отмечается, что поставки полупроводниковых приборов GlobalFoundries осуществляются в соответствии с Правилами международной торговли оружием (ITAR) США. Кроме того, корпорация в рамках своей программы GF Shield следует самым высоким отраслевым, потребительским и государственным критериям безопасного производства по всему миру.
Во второй половине июля корпорация GlobalFoundries объявила о планах расширения своего самого современного производственного комплекса в г. Малта (штат Нью-Йорк). Эти планы подразумевают немедленные инвестиции в расширение мощностей Fab 8 для решения проблемы глобального дефицита ИС, а также строительство нового завода в том же комплексе, что удвоит его производственную мощность.
Немедленные инвестиции в размере 1 млрд долл. позволят увеличить число обрабатываемых на Fab 8 пластин диаметром 300 мм на 150 тыс. в год. После этого планируется построить новый завод, благодаря чему прямая занятость увеличится более чем на одну тысячу высокотехнологичных рабочих мест, а косвенная занятость у смежников – еще на несколько тысяч (включая высокооплачиваемые строительные работы в регионе). Следуя успешно опробованной при создании Fab 8 инвестиционной модели, GlobalFoundries планирует финансировать сооружение нового объекта за счет частно-государственных партнерств, включая своих клиентов, федеральные и государственные инвестиции. Новый завод будет выпускать многофункциональные ИС с повышенным уровнем защиты для таких быстро растущих сегментов рынка, как автомобильная электроника, 5G-сети / средства связи и Интернет вещей. На новом заводе также будут поддерживаться требования безопасности цепочки поставок – в том числе с точки зрения национальной безопасности США.
Эти инвестиции в расширение производственной базы GlobalFoundries в США являются частью более широких планов (табл. 2). Помимо развития производственного комплекса на Малте предусмотрено строительство новой линии на заводе по обработке пластин в Сингапуре и инвестиции в размере 1 млрд долл. для расширения производственного комплекса в Германии.
Как известно, в январе 2021 года в США вступил в силу «Закон о создании полезных инициатив по стимулированию разработки и производства полупроводниковых приборов в Америке» (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act, CHIPS for America Act). Этот закон, а также ряд других предусматривают выделение 52 млрд долл. на расширение производственной базы микроэлектроники на территории США, а также на проведение перспективных НИОКР в области полупроводниковых приборов. Руководство GlobalFoundries надеется на предусмотренные законодательно субсидии – как для расширения мощностей Fab 8, так и для строительства нового завода [9].
Также GlobalFoundries расширяет сотрудничество с Пентагоном. В феврале 2021 года было сформировано стратегическое партнерство с МО США. Цель – обеспечить поставки военным подрядчикам безопасных и надежных полупроводниковых решений, производимых на Fab 8. Эти ИС, реализованные на 45‑нм технологической платформе «кремний-на-изоляторе» (КНИ / SOI), будут использоваться в некоторых наиболее чувствительных приложениях наземных, воздушных, морских и космических систем. Соглашение стало возможным благодаря использованию на Fab 8 классификационных номеров экспортного контроля в соответствии с Правилами управления экспортом (EAR) и ITAR. Первые ИС по этому соглашению планируется начать поставлять в 2023 году, для чего уже оформлена «Доверенная аккредитация» МО США для Fab 8 [10].
В декабре 2021 года GlobalFoundries объявила об увеличении поставок ИС по заказам корпорации AMD (бывший партнер – сооснователь GlobalFoundries как совместного предприятия, позднее вышедший из СП) в соответствии с «Соглашением о поставках (обработанных) пластин» (WSA) и продлении условий соглашения до 2025 года.
Соглашение также расширяет рамки партнерства – к производимым для AMD ИС теперь относятся микросхемы для центров обработки данных (ЦОД), персональных компьютеров, встраиваемых приборов / систем и других быстро развивающихся рынков.
GlobalFoundries изготавливает высокопроизводительные ИС для AMD уже более 12 лет, и обновленное соглашение позволит AMD приобрести в период 2022–2025 годов у GF обработанных пластин (со сформированными кристаллами ИС) примерно на 2,1 млрд долл.
Спрос на ИС быстро растет и GlobalFoundries реагирует на это посредством ряда стратегических долгосрочных соглашений с существующими и новыми заказчиками, а также одновременным расширением производственных мощностей для удовлетворения спроса [11].
Наконец, в октябре 2021 года корпорация GlobalFoundries приступила к первичному публичному размещению (IPO) 55 млн своих обыкновенных акций. Корпорация преобразуется в открытое акционерное общество. Сама GlobalFoundries предлагает 33 млн акций, а Mubadala Investment – 22 млн акций. По оценкам, начальная цена IPO составит от 42 до 47 долл. за акцию. Mubadala рассчитывает предоставить гарантам размещения акций 30‑дневный опцион на покупку до 8,25 млн дополнительных обыкновенных акций по цене IPO за вычетом скидок и комиссий за гарантирование размещения (андеррайтинг).
Подготовка к IPO уже проводилась несколько лет назад при расширении производственных мощностей в штате Нью-Йорк, доставшихся от AMD. Но тогда GlobalFounries сумела обойтись собственными средствами. Подготовка к текущему IPO началась год назад и его проведение связывалось с достижением определенных финансовых результатов [12].
Ранее информационное агентство Bloomberg оценивало ожидаемую стоимость IPO в 20 млрд долл. Отмечается, что более раннее осуществление IPO (первоначально оно планировалось на 2022 год) произошло из-за наблюдаемого дефицита ИС (продажи которых в 2021 году могут вырасти на 13% за счет повышения цен), обширной программы государственной поддержки полупроводниковой промышленности в США и высоких цен на акции [13].
Во второй части статьи будет рассмотрено развитие SMIC, крупнейшей в материковом Китае компании по производству полупроводников, Samsung Foundry и ее значение для реализации программы «Корейский полупроводниковый пояс». Также будут изложены планы использования Intel бизнес-модели кремниевого завода в рамках осуществления корпоративной «Стратегии IDM 2.0».
Литература
Foundry Market Tracking Toward Record-tying 23% Growth in 2021 // IC Insights, Research Bulletin, September 22, 2021.
https://www.icinsights.com/news/bulletins/Foundry-Market-Tracking-Toward-Recordtying‑23-Growth-In‑2021/
LaPedus M. Foundry Wars Begin // Semiconductor Engineering. April 19th. 2021.
https://semiengineering.com/foundry-wars-begin/
Semi Capex on Pace for 34% Growth in 2021 to Record $152.0 Billion // IC Insights, Research Bulletins, December 14, 2021.
https://www.icinsights.com/news/bulletins/Semi-Capex-On-Pace-For‑34-Growth-In‑2021-To-Record‑1520-Billion/
Manners D. TSMC to spend $100bn in three years. Electronics Weekly, 1st April 2021.
https://www.electronicsweekly.com/news/business/tsmc-spend‑100bn-three-years‑2021-04/
Patterson A. TSMC to Raise $9 Billion for Expansion Amid Shortages // EE Times, 02.11.2021.
https://www.eetimes.com/tsmc-to-raise‑9‑billion-for-expansion-amid-shortage/
Arizona group courts Taiwanese chip companies with new agreement following TSMC’s investment in the state // South China Morning Post, 25 Aug, 2021.
https://www.scmp.com/tech/big-tech/article/3146266/arizona-group-courts-taiwanese-chip-companies-new-agreement-following
Patterson A. TSMC, Sony to Partner in $7B Fab in Japan // EE Times, 11.09.2021.
https://www.eetimes.com/tsmc-sony-to-partner-in‑7b-fab-in-japan/#
IC Industry at Heart of Possible China Takeover of Taiwan. IC Insights. Research Bulletin, October 13, 2021.
https://www.icinsights.com/news/bulletins/IC–Industry-At-Heart-Of-Possible-China-Takeover-Of-Taiwan/
GlobalFoundries Plans to Build New Fab in Upstate New York in Private-Public Partnership to Support U. S. Semiconductor Manufacturing // Semiconductor Digest. July 23. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-plans-to-build-new-fab-in-upstate-new-york-in-private-public-partnership-to-support-u-s-semiconductor-manufacturing/
U. S. Department of Defense Partners with GLOBALFOUNDRIES to Manufacture Secure Chips
at Fab 8 in Upstate New York // Semiconductor Digest.
February 15. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/u-s-department-of-defense-partners-with-globalfoundries-to-manufacture-secure-chips-at-fab‑8‑in-upstate-new-york/
GlobalFoundries Announces Extension of AMD Wafer Supply Agreement to Guarantee Supply // Semiconductor Digest. December 28. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-announces-extension-of-amd-wafer-supply-agreement-to-guarantee-supply/
GlobalFoundries Announces Launch of Initial Public Offering // Semiconductor Digest. October 19. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-announces-launch-of-initial-public-offering/
Manners D. GloFo to IPO at a $20bn valuation // Electronics Weekly. 9th April. 2021.
https://www.electronicsweekly.com/news/business/glofo-ipo‑2bn-valuation‑2021-04/
М. Макушин
Кремниевые заводы все в большей мере становятся основой производственной базы полупроводниковой промышленности – особенно в сфере новейших и перспективных технологических процессов. Даже крупнейшие традиционные микроэлектронные фирмы полного цикла, такие как Intel и Samsung, вынуждены по экономическим соображениям использовать эту бизнес-модель.
Однако сосредоточенность кремниевых заводов в Азии, в первую очередь на Тайване, делает эту индустрию уязвимой с геополитической точки зрения. Это, в частности, замедление развития крупнейшего кремниевого завода КНР (SMIC) из-за американских санкций, с одной стороны, а с другой – вывод современных производств с Тайваня в США (TSMC) из-за опасений поглощения острова материковым Китаем.
Термином кремниевый завод (foundry) принято обозначать контрактное производство ИС по спецификациям заказчика. При этом заказчику для облегчения проектирования ИС предоставляются возможности использования инструментальных средств САПР, баз библиотек стандартных элементов платформ и СФ-блоков различных фирм-партнеров кремниевого завода. Эта бизнес-модель возникла чуть позднее, чем fabless-фирмы, специализирующиеся на «чистом» проектировании ИС. Первоначально заказы fabless-фирм исполнялись вертикально-интегрированными корпорациями полного цикла (разработка, проектирование и производство ИС) – IDM, однако при этом отсутствовал гарантированный доступ к производственным мощностям, а зачастую и необходимые специализированные процессы. Возникла потребность в специализированных контрактных производителях ИС.
Первые кремниевые заводы, тайваньские TSMC (1979) и UMC (1986), «отпочковались» (spin-off) от государственного Института промышленно-технологических исследований (ITRI) Тайваня, выделившись в самостоятельные компании с получением части активов, после завершения исследовательских программ в области субмикронных полупроводниковых технологий. В свою очередь, появление fabless-индустрии связано с развитием рынка электронной аппаратуры и появлением на нем сегментов, требовавших производства малых и средних партий специализированной конечной аппаратуры для определенного круга заказчиков. IDM, производившие в основном массовые партии стандартных ИС, не всегда могли удовлетворить требования изготовителей комплектной аппаратуры (OEM) в части создания приборов необходимой сложности по приемлемым ценам. Поэтому появились фирмы, занятые конструированием специализированных ИС (ASIC), программируемых логических и некоторых других типов приборов, как правило, более дешевых, чем их аналоги у IDM.
В процессе масштабирования, по мере усложнения и удорожания производственного оборудования, разработки технологических процессов и проектирования ИС число IDM стало сокращаться. Переломом стал период 2005–2010 годов, когда при достижении технологического уровня 22 / 20 нм многие IDM или превратились в fabless-фирмы, или ушли в другие отрасли, а корпорации Intel и Samsung начали использовать модель кремниевого завода, причем Intel предпринимает эту попытку уже во второй раз. Первый опыт не удался – руководство и специалисты не восприняли foundry-менталитет: обслуживался, прежде всего, узкий круг партнеров корпорации (лицензировавших технологию Intel), под каждый заказ выделяли свободные на данный момент мощности.
Samsung же, опередив Intel с освоением бизнес-модели кремниевого завода на несколько лет, сразу создала в своей структуре автономное подразделение – Samsung Foundry – и обеспечила заказчикам максимальный уровень поддержки. Сейчас это подразделение обладает восемью технологическими линиями в США и Южной Корее, которые способны производить ИС в широком диапазоне проектных норм.
То, что происходит сейчас с производственной базой микроэлектроники, скорее всего промежуточный этап. Многие новые тенденции до конца не оформились. Но ясно несколько моментов. Во-первых, повышается уровень монополизации рынка микроэлектроники с производственной точки зрения. Cреди кремниевых заводов произошло расслоение – крупнейшие из них оказались способными выдерживать гонку масштабирования и даже быть впереди по технологическому уровню крупнейших IDM, а более мелкие ушли в ниши рынка. Во-вторых, повышаются входные барьеры для желающих появиться на данном рынке. В-третьих, значение гарантированного доступа к современным производственным мощностям микроэлектроники становится фактором не только конкурентоспособности, но и выживания как fabless-фирм, так и производителей электронных систем. Наконец повышается значение изделий микроэлектроники для обеспечения задач модернизации экономики, обеспечения национального суверенитета и т. п.
Состояние и перспективы развития рынка кремниевых заводов
Динамика развития рынка кремниевых заводов и перспективы до 2025 года
По данным корпорации IC Insights, продажи кремниевых заводов в 2021 году должны увеличиться до 107,2 млрд долл. (здесь и далее итоговых данных за 2021 год пока нет). В 2025 году этот рынок достигнет 151,2 млрд долл., а среднегодовые темпы прироста продаж в сложных процентах (CAGR) за 2021–2025 годы составят 11,6% (рис. 1). Рынок состоит из «чистых» кремниевых заводов (TSMC, GlobalFoundries, UMC, SMIC и т. д.) и интегрированных производителей (IDM – Samsung и Intel), оказывающих услуги кремниевых заводов в дополнение к производству собственных ИС.
Рост рынка кремниевых заводов обусловлен устойчивым спросом на современные компьютерные и прикладные процессоры, используемые в сетях и центрах обработки данных (ЦОД), новых 5G-смартфонах и ИС, применяемых в других быстрорастущих сегментах рынка, таких как робототехника, самоуправляемые транспортные средства и перспективные системы помощи водителю (ADAS), искусственный интеллект, машинное обучение и системы распознавания изображений. Ожидается, что в 2025 году рынок кремниевых заводов достигнет 151,2 млрд долл., а CAGR за период 2021–2025 годов составят 11,6%.
Продажи «чистых» кремниевых заводов в этом году вырастут на 24% до 87,1 млрд долл. (рост в 2020 г. – 23%), а в 2025 году составят 125,1 млрд долл. (CAGR = 12,2%). Доля «чистых» кремниевых заводов увеличится с 81,2 до 82,7%. Эти поставщики вкладывают значительные средства в создание новых мощностей. Рост рынка IDM, оказывающих услуги кремниевых заводов, в 2021 году должен составить 18% (до 20,1 млрд долл.), а в 2025 году достигнет 26,1 млрд долл. при CAGR = 9%. Большую часть этого сегмента занимает Samsung Foundry (автономное подразделение Samsung). Корпорация Intel в рамках новой стратегии IDM 2.0 планирует стать крупным поставщиком услуг кремниевых заводов [1].
Что касается структуры рынка кремниевых заводов по изготовителям, то здесь интерес представляют оценки ресурса TrendRorce (рис. 2). Некоторые различия в объемах доходов по сравнению с данными IC Insights объясняются несовпадениями в подходах, а также тем, что исследование IC Insights было опубликовано в сентябре, а оценки TrendForce – в апреле 2021 года. Специалисты TrendForce отмечают, что примечательным явлением в бизнесе кремниевых заводов стал их выход в сектор услуг с использованием перспективных методик корпусирования ИС [2].
Также интересен еще один, теперь декабрьский, прогноз IC Insights. По его данным мировые капиталовложения в полупроводниковую промышленность в 2021 году вырастут на 34% и составят 152 млрд долл. (в 2020 г. – 113,1 млрд долл.). Это самый высокий прирост с 2017 года (+41%). На сегмент кремниевых заводов придется 35% капиталовложений – в основном это затраты на новые заводы и оборудование для 7 / 5 / 3‑нм процессов, что подчеркивает растущую зависимость отрасли от этой бизнес-модели. На долю TSMC, крупнейшего кремниевого завода в мире, в этом году придется 57% от 53 млрд долл. капиталовложений этого сегмента. Капиталовложения SMIC из-за санкций США сократятся на 25% – до 4,3 млрд долл. [3].
Кратко о развитии индустрии
кремниевых заводов
В течение многих лет кремниевые заводы предоставляли услуги контрактного производства в таких секторах, как аналоговые приборы, КМОП-формирователи сигналов изображения, приборы на составных (сложных) полупроводниковых материалах, логические приборы, MEMS и радиоприборы. Для каждого из этих секторов кремниевые заводы разрабатывают специализированные технологические процессы. Крупнейшие поставщики, такие как GlobalFoundries, Samsung Foundry, SMIC, TSMC и UMC, действуют во многих технологических сегментах. Большинство же кремниевых заводов специализируется в одной или нескольких областях.
Долгое время IDM по технологическому уровню превосходили кремниевые заводы. Так, в 2001 году действовало 18 IDM, заводы по обработке пластин которых использовали передовые на тот момент 130‑нм технологии. В то же время несколько кремниевых заводов производили ИС для недавно возникших fabless-фирм по более зрелым процессам.
К 2010 году стоимость производственных мощностей, разработки новых технологических процессов и проектирования ИС увеличилась настолько, что многие IDM оказались не в состоянии позволить себе такие расходы. Многие из них или перешли на fab-lite-модель, или превратились в fabless-фирмы, некоторые покинули бизнес в области полупроводниковых приборов.
Следующим крупным рубежом стало освоение 20‑нм технологического уровня, когда традиционные планарные транзисторы перестали отвечать ужесточающимся требованиям разработчиков и производителей конечных электронных систем. Поэтому Intel в 2011 году на уровне 22‑нм процесса представила новую транзисторную архитектуру – FinFET.
Кремниевые заводы представили FinFET- технологию с 16/14-нм проектными нормами три года спустя. FinFET обеспечивают лучшую производительность и меньший статический ток утечки, чем планарные транзисторы. Но FinFET также труднее производить и масштабировать на каждом новом технологическом уровне (с меньшими проектными нормами). Соответственно, резко возросли затраты на НИОКР в области технологических процессов, а цикл перехода на новый технологический уровень увеличился с 18 до 30 месяцев и более.
С появлением FinFET корпорация Intel расширила свое лидерство на рынке микропроцессоров и технологических процессов. Стремясь использовать эту технологию на новых рынках, Intel в 2010 / 2011 годах вышла на рынок услуг кремниевых заводов и добилась некоторого успеха. В то время она производила на основе своего 22‑нм FinFET-процесса FPGA различных производителей. Позже Intel выпустила 14‑нм ПЛИС Altera (в 2015 году Intel поглотила фирму Altera). Доля Intel на рынке услуг кремниевых заводов была крошечной, но корпорация представляла реальную угрозу из-за своего технологического лидерства. Это изменилось в 2016 году, когда Intel впервые представила свой 10‑нм FinFET-процесс. Корпорация столкнулась с задержками при его освоении и отгрузила первые ИС только в 2019 году – более чем на два года позже, чем ожидалось. При этом в 2018 году TSMC представила первый в мире 7‑нм FinFET-процесс, за ней последовала корпорация Samsung (10‑нм Intel эквивалентен 7‑нм процессам кремниевых заводов). То есть эти кремниевые заводы стали предоставлять 7‑нм, а теперь и 5‑нм ИС конкурентам Intel. Таким образом, конкуренты Intel внезапно получили преимущество в области технологических процессов.
2018 год стал поворотным годом и по другим причинам. Затраты на производство ИС продолжали расти, но отдача от масштабирования снижалась. Из-за этого GlobalFoundries и UMC прекратили свои разработки процессов с проектными нормами 7‑нм и менее, ограничившись технологическим уровнем 16 / 14 нм и выше. Примерно в это же время корпорация Intel вышла из бизнеса кремниевых заводов. Причина неудачи – недостаточная ориентация на обслуживание клиентов [1].
Стратегии развития кремниевых заводов
TSMC: наращивание мощностей,
расширение сфер деятельности
и опасения относительно КНР
Весной 2021 года TSMC заявил о намерении в течение следующих трех лет затратить на НИОКР и расширение производственных мощностей около 100 млрд долл. (табл. 1). По данным новостного агентства Bloomberg, заводы по обработке пластин TSMC с апреля 2020 года работают с более чем 100%-ной загрузкой производственных мощностей, но спрос на полупроводниковые приборы (включая ИС) по-прежнему превышает предложение [4]. В ноябре было заявлено, что капиталовложения 2021 года составят от 25 до 28 млрд долл. (2020 г. – 17,2 млрд долл.). Также в ноябре TSMC заявила о размещении двух выпусков корпоративных облигаций с целью привлечения 9 млрд долл. на расширение производственных мощностей и природоохранные меры. Инвестиции 2021 года также предполагают создание в Аризоне завода по обработке 300‑мм пластин и выпуску 5‑нм ИС – уже приобретено 445,15 га земли недалеко от г. Феникс [5]. Наконец предполагается, что с 2022 года TSMC не будет снижать цены на обработанные пластины (со сформированными кристаллами ИС) в течение всего года [4]. Отмечается, что TSMC все более вовлекается в центр геополитической борьбы за обеспечение поставок ИС для всего диапазона электроники – от автомобильной электроники до смартфонов. Власти Запада, включая США и ФРГ, недавно призвали Тайвань помочь с решением проблемы дефицита ИС [5].
Таким образом, развитие TSMC и тайваньской микроэлектроники в целом вмешивается геополитика. В 2021 году особо активно стали муссироваться слухи о захвате «Поднебесной» Тайваня – в случае провозглашения независимости (ориентировочной датой называется 2025 год) [7]. По мнению IC Insights, серьезные торговые санкции, особенно в области технологий микроэлектроники, которые США ввели в отношении Huawei, крупнейшей китайской электронной компании, и в отношении SMIC, крупнейшего китайского кремниевого завода, заставили «Поднебесную» задуматься о сохранении конкурентоспособности в сфере микроэлектроники и электроники. Становится все более очевидным, что ответ Китая на этот вопрос сосредоточен на воссоединении с ним Тайваня [8]. КНР со своей стороны подтверждает, что считает остров своей неотъемлемой провинцией и готова применить силу. Следует учитывать:
- крупнейший в мире кремниевый завод, тайваньская корпорация TSMC, сейчас обладает наибольшей долей мощностей (63%) по изготовлению ИС с наиболее перспективными проектными нормами – менее 10 нм (единственной корпорацией, составляющей ей конкуренцию в данной области, является южнокорейская Samsung – 37%);
- на острове расположено 22% мировых мощностей по обработке 300‑мм пластин (большинство принадлежит TSMC) – по этому показателю Тайвань уступает только Южной Корее, доля которой составляет 25% (США – 11%);
- около 80% всех мощностей по производству ИС на Тайване представлено кремниевыми заводами, а, по оценкам, тайваньские «чистые» кремниевые заводы (TSMC, UMC, Powerchip, Vanguard и т. д.) в 2021 году должны были обеспечить (данные пока не появились) почти 80% общих доходов мировой индустрии «чистых» кремниевых заводов.
Последнее очень важно на фоне тенденции превращения кремниевых заводов в основную производственную базу мировой микроэлектроники, а соответственно, и главный источник ИС для отраслей радиоэлектронного комплекса (и других отраслей). Установление контроля КНР над Тайванем – один из худших кошмаров Вашингтона. Поэтому еще год назад США принуждали TSMC согласиться на создание двух заводов по обработке 300‑мм пластин в Аризоне, а сейчас, при обострении и китайско-тайваньских отношений, TSMC уже сама говорит о шести заводах / технологических линиях и переезде семей тайваньских специалистов. Этот момент также очень важен – речь идет об организации заблаговременной эвакуации наиболее ценных кадров с острова. По всей видимости, бегство из Афганистана и его последствия начинают учитываться.
Последнее утверждение подкрепляется тем фактом, что власти г. Финикс и представители штата Аризона (при поддержке федерального правительства) заключили в августе 2021 года сделку с Управлением содействия промышленному сотрудничеству между Тайванем и США (поддерживается Министерством экономики Тайваня) с целью сделать этот штат более привлекательным для микроэлектроники Тайваня на фоне первоначальных (2020 года) планов TSMC построить в Финиксе завод по обработке 300‑мм пластин и выпуску 5‑нм ИС стоимостью 12 млрд долл.
В районе Финикса уже находятся крупные заводы по производству ИС корпораций Intel, NXP Semiconductors и ON Semiconductor. Цель американцев – разместить как можно больше поставщиков TSMC и других связанных с ними компаний в этом районе. Около 40 фирм уже оценивают Аризону как место возможных инвестиций. Власти Финикса работают со школами и местными органами власти с целью облегчения процесса переселения семей тайваньских специалистов, переезжающих в этот район [6].
США не единственное место за пределами Тайваня, где TSMC планирует разворачивать новые производственные мощности. В сентябре 2021 года TSMC и корпорация Sony Semiconductor Solutions договорились создать дочернюю корпорацию Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM) в г. Кумамото (Япония). Новая фирма начнет оказывать услуги кремниевого завода с конца 2024 года. Цель – удовлетворить высокий спрос на специализированные 28‑нм и 22‑нм технологии. Общий объем инвестиций оценивается в 7 млрд долл., месячная мощность обработки – 45 тыс. пластин диаметром 300 мм, численность занятых – 1,5 тыс. человек. Японское правительство предоставило субсидии на реализацию проекта, но их величина не разглашается. Инвестиции Sony оцениваются в 0,5 млрд долл. или менее 20% акционерного капитала JASM. Инвестиции TSMC уже поступили в Японию, они не включены в 100 млрд долл., которые TSMC планирует потратить на расширение своих мощностей в ближайшие три года [7].
GlobalFoundries – дальнейшее развитие и долгожданный выход на IPO
Как известно, в 2008 году в результате серии сделок на общую сумму около 1 млрд долл., ATIC, дочерняя компания Mubadala Investment (фонд национального благосостояния, государственный инвестиционный фонд эмирата Абу-Даби), создала корпорацию GlobalFoundries, приобретя производственные мощности американской корпорации AMD (последняя стала fabless-фирмой, то есть «чистым» проектировщиком ИС). В 2009 году ATIC купила сингапурский кремниевый завод Chartered за 1,8 млрд долл. и объединила его с GlobalFoundries. В 2014 году GlobalFoundries приобрела полупроводниковый бизнес IBM.
В настоящее время GlobalFoundries является вторым по объему продаж (после TSMC) «чистым» кремниевым заводом. На нем работает более 15 тыс. сотрудников по всему миру, из них 7 тыс. человек по всей территории США и почти 3 тыс. человек в ее производственном комплексе, центре НИОКР и штаб-квартире в г. Малта. За последнее десятилетие корпорация инвестировала в свой завод Fab 8 более 15 млрд долл. с целью поддержки инновационного процесса и увеличения производственных мощностей.
GlobalFoundries является аккредитованным поставщиком современных полупроводниковых приборов для правительственных ведомств США, включая министерство обороны. Отмечается, что поставки полупроводниковых приборов GlobalFoundries осуществляются в соответствии с Правилами международной торговли оружием (ITAR) США. Кроме того, корпорация в рамках своей программы GF Shield следует самым высоким отраслевым, потребительским и государственным критериям безопасного производства по всему миру.
Во второй половине июля корпорация GlobalFoundries объявила о планах расширения своего самого современного производственного комплекса в г. Малта (штат Нью-Йорк). Эти планы подразумевают немедленные инвестиции в расширение мощностей Fab 8 для решения проблемы глобального дефицита ИС, а также строительство нового завода в том же комплексе, что удвоит его производственную мощность.
Немедленные инвестиции в размере 1 млрд долл. позволят увеличить число обрабатываемых на Fab 8 пластин диаметром 300 мм на 150 тыс. в год. После этого планируется построить новый завод, благодаря чему прямая занятость увеличится более чем на одну тысячу высокотехнологичных рабочих мест, а косвенная занятость у смежников – еще на несколько тысяч (включая высокооплачиваемые строительные работы в регионе). Следуя успешно опробованной при создании Fab 8 инвестиционной модели, GlobalFoundries планирует финансировать сооружение нового объекта за счет частно-государственных партнерств, включая своих клиентов, федеральные и государственные инвестиции. Новый завод будет выпускать многофункциональные ИС с повышенным уровнем защиты для таких быстро растущих сегментов рынка, как автомобильная электроника, 5G-сети / средства связи и Интернет вещей. На новом заводе также будут поддерживаться требования безопасности цепочки поставок – в том числе с точки зрения национальной безопасности США.
Эти инвестиции в расширение производственной базы GlobalFoundries в США являются частью более широких планов (табл. 2). Помимо развития производственного комплекса на Малте предусмотрено строительство новой линии на заводе по обработке пластин в Сингапуре и инвестиции в размере 1 млрд долл. для расширения производственного комплекса в Германии.
Как известно, в январе 2021 года в США вступил в силу «Закон о создании полезных инициатив по стимулированию разработки и производства полупроводниковых приборов в Америке» (Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act, CHIPS for America Act). Этот закон, а также ряд других предусматривают выделение 52 млрд долл. на расширение производственной базы микроэлектроники на территории США, а также на проведение перспективных НИОКР в области полупроводниковых приборов. Руководство GlobalFoundries надеется на предусмотренные законодательно субсидии – как для расширения мощностей Fab 8, так и для строительства нового завода [9].
Также GlobalFoundries расширяет сотрудничество с Пентагоном. В феврале 2021 года было сформировано стратегическое партнерство с МО США. Цель – обеспечить поставки военным подрядчикам безопасных и надежных полупроводниковых решений, производимых на Fab 8. Эти ИС, реализованные на 45‑нм технологической платформе «кремний-на-изоляторе» (КНИ / SOI), будут использоваться в некоторых наиболее чувствительных приложениях наземных, воздушных, морских и космических систем. Соглашение стало возможным благодаря использованию на Fab 8 классификационных номеров экспортного контроля в соответствии с Правилами управления экспортом (EAR) и ITAR. Первые ИС по этому соглашению планируется начать поставлять в 2023 году, для чего уже оформлена «Доверенная аккредитация» МО США для Fab 8 [10].
В декабре 2021 года GlobalFoundries объявила об увеличении поставок ИС по заказам корпорации AMD (бывший партнер – сооснователь GlobalFoundries как совместного предприятия, позднее вышедший из СП) в соответствии с «Соглашением о поставках (обработанных) пластин» (WSA) и продлении условий соглашения до 2025 года.
Соглашение также расширяет рамки партнерства – к производимым для AMD ИС теперь относятся микросхемы для центров обработки данных (ЦОД), персональных компьютеров, встраиваемых приборов / систем и других быстро развивающихся рынков.
GlobalFoundries изготавливает высокопроизводительные ИС для AMD уже более 12 лет, и обновленное соглашение позволит AMD приобрести в период 2022–2025 годов у GF обработанных пластин (со сформированными кристаллами ИС) примерно на 2,1 млрд долл.
Спрос на ИС быстро растет и GlobalFoundries реагирует на это посредством ряда стратегических долгосрочных соглашений с существующими и новыми заказчиками, а также одновременным расширением производственных мощностей для удовлетворения спроса [11].
Наконец, в октябре 2021 года корпорация GlobalFoundries приступила к первичному публичному размещению (IPO) 55 млн своих обыкновенных акций. Корпорация преобразуется в открытое акционерное общество. Сама GlobalFoundries предлагает 33 млн акций, а Mubadala Investment – 22 млн акций. По оценкам, начальная цена IPO составит от 42 до 47 долл. за акцию. Mubadala рассчитывает предоставить гарантам размещения акций 30‑дневный опцион на покупку до 8,25 млн дополнительных обыкновенных акций по цене IPO за вычетом скидок и комиссий за гарантирование размещения (андеррайтинг).
Подготовка к IPO уже проводилась несколько лет назад при расширении производственных мощностей в штате Нью-Йорк, доставшихся от AMD. Но тогда GlobalFounries сумела обойтись собственными средствами. Подготовка к текущему IPO началась год назад и его проведение связывалось с достижением определенных финансовых результатов [12].
Ранее информационное агентство Bloomberg оценивало ожидаемую стоимость IPO в 20 млрд долл. Отмечается, что более раннее осуществление IPO (первоначально оно планировалось на 2022 год) произошло из-за наблюдаемого дефицита ИС (продажи которых в 2021 году могут вырасти на 13% за счет повышения цен), обширной программы государственной поддержки полупроводниковой промышленности в США и высоких цен на акции [13].
Во второй части статьи будет рассмотрено развитие SMIC, крупнейшей в материковом Китае компании по производству полупроводников, Samsung Foundry и ее значение для реализации программы «Корейский полупроводниковый пояс». Также будут изложены планы использования Intel бизнес-модели кремниевого завода в рамках осуществления корпоративной «Стратегии IDM 2.0».
Литература
Foundry Market Tracking Toward Record-tying 23% Growth in 2021 // IC Insights, Research Bulletin, September 22, 2021.
https://www.icinsights.com/news/bulletins/Foundry-Market-Tracking-Toward-Recordtying‑23-Growth-In‑2021/
LaPedus M. Foundry Wars Begin // Semiconductor Engineering. April 19th. 2021.
https://semiengineering.com/foundry-wars-begin/
Semi Capex on Pace for 34% Growth in 2021 to Record $152.0 Billion // IC Insights, Research Bulletins, December 14, 2021.
https://www.icinsights.com/news/bulletins/Semi-Capex-On-Pace-For‑34-Growth-In‑2021-To-Record‑1520-Billion/
Manners D. TSMC to spend $100bn in three years. Electronics Weekly, 1st April 2021.
https://www.electronicsweekly.com/news/business/tsmc-spend‑100bn-three-years‑2021-04/
Patterson A. TSMC to Raise $9 Billion for Expansion Amid Shortages // EE Times, 02.11.2021.
https://www.eetimes.com/tsmc-to-raise‑9‑billion-for-expansion-amid-shortage/
Arizona group courts Taiwanese chip companies with new agreement following TSMC’s investment in the state // South China Morning Post, 25 Aug, 2021.
https://www.scmp.com/tech/big-tech/article/3146266/arizona-group-courts-taiwanese-chip-companies-new-agreement-following
Patterson A. TSMC, Sony to Partner in $7B Fab in Japan // EE Times, 11.09.2021.
https://www.eetimes.com/tsmc-sony-to-partner-in‑7b-fab-in-japan/#
IC Industry at Heart of Possible China Takeover of Taiwan. IC Insights. Research Bulletin, October 13, 2021.
https://www.icinsights.com/news/bulletins/IC–Industry-At-Heart-Of-Possible-China-Takeover-Of-Taiwan/
GlobalFoundries Plans to Build New Fab in Upstate New York in Private-Public Partnership to Support U. S. Semiconductor Manufacturing // Semiconductor Digest. July 23. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-plans-to-build-new-fab-in-upstate-new-york-in-private-public-partnership-to-support-u-s-semiconductor-manufacturing/
U. S. Department of Defense Partners with GLOBALFOUNDRIES to Manufacture Secure Chips
at Fab 8 in Upstate New York // Semiconductor Digest.
February 15. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/u-s-department-of-defense-partners-with-globalfoundries-to-manufacture-secure-chips-at-fab‑8‑in-upstate-new-york/
GlobalFoundries Announces Extension of AMD Wafer Supply Agreement to Guarantee Supply // Semiconductor Digest. December 28. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-announces-extension-of-amd-wafer-supply-agreement-to-guarantee-supply/
GlobalFoundries Announces Launch of Initial Public Offering // Semiconductor Digest. October 19. 2021.
https://www.semiconductor-digest.com/globalfoundries-announces-launch-of-initial-public-offering/
Manners D. GloFo to IPO at a $20bn valuation // Electronics Weekly. 9th April. 2021.
https://www.electronicsweekly.com/news/business/glofo-ipo‑2bn-valuation‑2021-04/
Отзывы читателей
