Разделы

Техника

Производство 2-нанометровых чипов будет на 50% дороже предыдущего поколения. iPhone и макбуки ощутимо подорожают

Новое поколение техники Apple имеет все шансы ощутимо подорожать при переводе на чипы, выпускаемые по норме 2 нм. Технологию в настоящее время осваивает партнер купертиновцев – тайваньская TSMC, расходы которой на внедрение техпроцесса N2 могут оказаться почти на 50% более высокими в сравении с прежними затратами на освоение N3, считают аналитики, что скажется на конечной стоимости микросхем, которые компания начнет выпускать в недалеком будущем.

Внедрение техпроцесса 2 нм потребует колоссальных затрат

Запуск производства интегральных микросхем по технологии 2 нм обойдется чипемейкерам почти в полтора раза дороже в сравнении со стоимостью перехода на норму 3 нм, пишет Nikkei со ссылкой на данные американской консалтинговой компании International Business Strategies (IBS).

По оценке аналитиков IBS, ввод в эксплуатацию предприятия, способного выпускать чипы по норме 2 нм и обрабатывать порядка 50 тыс. полупроводниковых пластин в месяц, обойдется чипмейкерам в $28 млрд. Для сравнения: завод, оснащенный для изготовления микросхем по 3-нанометровой норме, и аналогичными объемами производства, сегодня стоит около $20 млрд.

При этом разработка и производство 2-нанометрового чипа полностью «с нуля» будет стоить компании примерно $725 млн (при отсутствии интеллектуальной собственности, связанной с полупроводниковой сферой).

Переход на техпроцесс 2 нм будет дорогостоящим

Столь существенный рост стоимости развертывания производственных мощностей и внедрения передовых технологических процессов обусловлен необходимостью приобретения большего количества дорогостоящего литографического EUV-оборудования (Extreme ultraviolet lithography; сверхжесткий ультрафиолет) для сохранения сопоставимых объемов выпускаемой продукции. Кроме того, внедрение нормы 2 нм потребует более квалифицированных кадров, затраты на привлечение, содержание и удержание которых будут значительно более высокими, чем прежде.

Увеличение расходов на производство неизбежно повлечет за собой рост себестоимости как целой пластины, так и отдельного выпущенного на такой фабрике чипа, что, в свою очередь, отразится на ценнике для заказчика микросхем, выполненных по передовым технологиям, и для финального звена в производственно-сбытовой цепи – потребителя.

Чипы Apple подорожают

Однако вряд ли с освоением нормы 2 нм такими контрактными производителями интегральных схем как тайваньская TSMC ее клиенты моментально ринутся оформлять заказы на передовые чипы. К примеру, в настоящее время одной из немногих компаний, которая обратилась к услугам TSMC по выпуску чипов в соответствии техпроцессом N3 (топология 3 нм), является Apple.

Купертиновцы, как отмечает Tom’s Hardware, единственные на рынке оснащают свою продукцию – смартфоны iPhone и персональные компьютеры mac – процессорами, массово производимыми по техпроцессу N3. Вероятно, именно покупатели продукции Apple в будущем смогут ощутить рост ценника на нее первыми и в полной мере.

Согласно оценке IBS, при переходе на норму 2 нм (техпроцесс TMSC N2) в период 2025-2026 г., обработка одной 300-миллиметровой полупроводниковой пластины будет обходиться Apple примерно в $30 тыс. Сейчас «печать» на каждой пластине аналогичного размера при использовании технологии N3 стоит $20 тыс.

TSMC начала освоение 2-нанометрового техпроцесса в 2019 г. В марте 2021 г. CNews писал о том, что работы на этом направлении тайваньская компания ведет в сотрудничестве с Apple, которая, вероятно, станет одним из первых заказчиков 2-нанометровых чипов.

Аналитики сгущают краски?

Впрочем, прогноз аналитиков IBS может быть чрезмерно пессимистичным, отмечает Tom’s Hardware. Аналитики считают, что на сегодняшний день за один 3-нанометровый чип «яблочные» выкладывают около $50. Однако реальный ценник зависит в том числе и от площади кристалла микросхема. Чем она меньше, тем больше таких микросхем можно разместить на одной кремниевой пластине.

По данным компании Arete Research, однокристальная система (SoC) Apple последнего поколения A17 Pro (применяется в iPhone 15 Pro и Phone 15 Pro Max) имеет совокупную площадь в диапазоне 100-110 мм2, сопоставимую с размером SoC предыдущих поколений A15 (107,7 мм2) и A16 (113 мм2). Если площадь кристалла системы A17 Pro составляет 105 мм2 (среднее арифметическое крайних значений диапазона), то таких чипов на 300-миллиметровой пластине уместится 586 штук (при отсутствии бракованных экземпляров), каждый из которых будет стоить $34. При 15% брака (что является куда более реалистичным показателем), чип подорожает до $40.

Согласно же подсчетам IBS, стоимость одного 2-нанометрового чипа для Apple составит около $85 (+$35 к стоимости 3-нанометрового), что свидетельствует о низком выходе годной продукции по норме 2 нм на предприятиях TSMC, которого ожидают аналитики компании.

Чиплетный дизайн позволит сохранить цены на приемлемом уровне

В то же время компании вроде AMD или Intel, вероятно, продолжат совершенствовать технику чиплетной компоновки процессоров для объединения составляющих ее элементов, выполненных по разным нормам, в одной упаковке.

Благодаря этому подходу подорожание чипов, произведенным по передовым техпроцессам, будет в не столь значительной степени сказываться на себестоимости будущих поколений процессоров – по сравнению с Apple и другими производителями смартфонов, которые не откажутся от монолитного дизайна выпускаемых процессоров из-за дороговизны услуг «продвинутой» упаковки, которая необходима при использовании чиплетного дизайна, отмечает Tom’s Hardware.

Дмитрий Степанов