Аннотация:
Амбициозный проект Маска по производству полупроводников Терафаб может столкнуться с более сложными задачами, чем строительство ракет и исследование Марса. Согласно сообщению корейского СМИ «Korea Economic News», многие представители полупроводниковой промышленности поставили под сомнение осуществимость этого плана. Среди них человек, знакомый с внутренней ситуацией в TSMC, отметил, что построить производство по производству полупроводниковых пластин само по себе — не самое сложное дело. Настоящая задача заключается в том, как продолжать производить чипы стабильного качества и с достаточно высокой производительностью.
Terafab — это проект по производству полупроводников, продвигаемый Маском для удовлетворения будущих вычислительных потребностей его компаний. В основном он обслуживает Tesla, SpaceX и связанные с ними предприятия, занимающиеся искусственным интеллектом. Согласно ранее объявленному видению Маска, проект в конечном итоге надеется создать производственную систему, которая сможет обеспечивать 1 тераватт вычислительной мощности в год. Требуемые чипы будут использоваться в таких областях, как центры обработки данных искусственного интеллекта, беспилотные автомобили, человекоподобные роботы и космические вычисления.
Масштаб этой цели ошеломляет. Поскольку Tesla продолжает расширять свой бизнес в области автономного вождения и робототехники, SpaceX продвигает более масштабные космические миссии, а спрос на вычислительную мощность в моделях искусственного интеллекта продолжает расти, спрос компаний Маска на специализированные чипы может еще больше возрасти. Создавая собственные мощности по производству чипов, Маск надеется снизить зависимость от внешних поставщиков и создать полную цепочку поставок от проектирования чипов до производства.
Недавно Terafab снова оказался в центре внимания отрасли. Одна из причин заключается в том, что Маск подтвердил, что обсуждает потенциальное сотрудничество с TSMC. Ранее на рынке однажды предполагалось, что TSMC может сыграть более важную роль в проекте Terafab и даже отвечать за строительство и эксплуатацию завода по производству пластин. Эта новость также вызвала дискуссию о роли Intel в проекте.
Однако позже Маск уточнил, что Terafab по-прежнему будет отвечать за строительство и эксплуатацию своих дочерних компаний. Методы сотрудничества, которые может рассмотреть TSMC, ограничиваются арендой части площадей завода, что не означает, что TSMC возьмет на себя весь проект. Intel в настоящее время является известным важным технологическим партнером Terafab, и ожидается, что ее производственный процесс 14A следующего поколения сыграет роль в планировании производства логических чипов на ранних стадиях проекта.
Для Маска участие Intel очень важно. Ожидается, что по сравнению с созданием технологической системы производства полупроводников с нуля использование существующих производственных процессов и промышленного опыта сократит время планирования проекта до времени производства. Пак Джунён, аналитик южнокорейской компании Hanwha Securities, считает, что важность Terafab заключается в попытке создать сквозную цепочку поставок чипов, охватывающую множество областей, таких как космические приложения, автономные транспортные средства и роботы, а производственный опыт Intel поможет Tesla и SpaceX быстрее создать производственные системы.
Однако производство полупроводников — это не так просто, как просто закупить оборудование, построить завод и запустить производственную линию. Представитель Samsung выразил более осторожную оценку плана Маска, полагая, что технология производства пластин сильно зависит от долгосрочных накопленных знаний о процессах, особенно о том, как постоянно повышать производительность чипов.
В полупроводниковой промышленности выходом называется доля продукции, произведенной в партии, которая соответствует требованиям по качеству и производительности и может использоваться в обычном режиме. Даже если фабрика способна производить чипы в соответствии с проектными требованиями, производственные затраты все равно могут быть неприемлемо высокими, если выход продукции слишком низок или если производительность слишком сильно колеблется между партиями.
Эта проблема особенно актуальна для передовых производственных процессов. Поскольку структуры транзисторов и схем продолжают сокращаться, увеличивается и вероятность ошибки в производственном процессе. Даже очень небольшой дефект может привести к тому, что чип не будет работать должным образом или его производительность, энергопотребление и надежность не будут соответствовать проектным требованиям.
Люди, связанные с Samsung, отмечают, что для того, чтобы производственное оборудование действительно адаптировалось к массовому производству и нашло наилучшее сочетание параметров процесса, способное поддерживать высокую производительность, требуется длительная повторная корректировка и накопление опыта. Он даже полагает, что для зрелости этого потенциала может потребоваться как минимум 30 лет.
Это заявление не означает, что все новые фабрики по производству пластин должны ждать 30 лет, прежде чем их можно будет запустить в производство, но оно подчеркивает, что передовые возможности производства полупроводников требуют долгосрочного накопления. Фабрики можно построить за относительно короткий период времени и приобрести оборудование, но другой вопрос – как обеспечить стабильность сотен этапов процесса в массовом производстве.
Похожее мнение высказал и человек, знакомый с внутренней ситуацией в TSMC. Он считает, что построить завод по производству пластин относительно легко, но настоящая трудность состоит в том, чтобы позволить производственной линии непрерывно производить пластины без явных дефектов и с контролируемыми колебаниями производительности. Даже небольшие изменения в деталях во время производственного процесса могут оказать существенное влияние на конечный результат.
Производство современных чипов обычно требует большого количества сложных процессов, таких как фотолитография, осаждение, травление, очистка и ионная имплантация. Пластина должна пройти через эти процессы в заданной последовательности, чтобы постепенно сформировать сотни миллионов или более транзисторов и их межсоединений. Отклонения в любом процессе могут повлиять на последующие производственные звенья.
Вот почему компаниям-производителям полупроводников необходимо не только современное оборудование, но и зрелая система управления технологическими процессами. Поставщики оборудования могут предоставить прецизионные фотолитографические машины, оборудование для травления и оборудование для осаждения тонких пленок, но то, как регулировать параметры процесса в соответствии с конкретными конструкциями чипов и обеспечивать стабильное взаимодействие между различным оборудованием и различными процессами, требует от производителей постоянной оптимизации посредством большого количества экспериментов и фактического производства.
Кроме того, повышение производительности передовых процессов часто не достигается в одночасье. Когда новый процесс выходит на раннюю стадию массового производства, компаниям обычно приходится неоднократно анализировать источник дефектов, корректировать технологический процесс и постоянно собирать данные в ходе производственного процесса. Даже если выход определенной партии вафель соответствует ожиданиям, это не означает, что следующая партия продукции обязательно сохранится на том же уровне.
Для Terafab это означает, что даже если проект сможет успешно завершить строительство завода и установить передовое оборудование, это не означает, что он сможет сразу производить большое количество высокопроизводительных чипов, достаточное для удовлетворения потребностей Tesla и SpaceX.
Если в проекте используются передовые производственные процессы, такие как Intel 14A, то важными факторами станут зрелость самого производственного процесса, отладка оборудования, адаптация конструкции продукта и проверка массового производства. На новом заводе также необходимо создать полную систему контроля качества и обеспечить долгосрочную стабильную работу цепочки поставок, производственного оборудования и технического персонала.
С другой стороны, Terafab не начинает с нуля. Компании Маска обладают обширными инженерными ресурсами и уже заключили партнерские отношения с Intel. Привлекая партнеров с производственным опытом, проект теоретически может использовать существующие технологии и отраслевые знания, чтобы уменьшить сложность самостоятельного исследования.
Аналитик Hanwha Securities Пак Джунён считает, что производственный опыт Intel станет важной поддержкой для Terafab. Для Tesla и SpaceX, которые надеются создать производственную систему как можно скорее, полагаться на зрелые производственные технологии более реалистично, чем разрабатывать все процессы полностью независимо.
Однако наличие технологического партнера не устраняет всех рисков. Могут быть различия в производственных процессах, конфигурациях оборудования и технологических параметрах разных компаний. Даже если используются существующие технологии производства, необходимо вносить коррективы под конкретные заводы и условия производства. В то же время разработка и производство передовых чипов должны тесно сотрудничать, и любые серьезные изменения могут повлиять на эффективность производства и производительность.
Еще одна проблема для Terafab заключается в том, что ее целевой масштаб существенно отличается от традиционных проектов по производству чипов. Маск надеется создать огромную производственную систему, которая сможет удовлетворить будущие вычислительные потребности его компаний. Высокопроизводительные чипы искусственного интеллекта не только требуют передовых логических процессов, но также полагаются на память с высокой пропускной способностью, усовершенствованную упаковку, системы электропитания и конструкцию рассеивания тепла.
Даже если логические микросхемы можно будет производить бесперебойно, если мощности других ключевых звеньев недостаточны, полная вычислительная система, которая в конечном итоге может быть доставлена, все равно будет ограничена. Таким образом, чтобы компания Terafab достигла своих ожидаемых целей, ей необходимо не только освоить производство пластин, но и координировать всю цепочку поставок полупроводников.
С точки зрения отрасли план Маска отражает то, что крупные технологические компании пересматривают стратегическую ценность поставок чипов. В прошлом многие компании занимались в основном разработкой чипов, а затем передавали производство специализированным производителям, таким как TSMC, Samsung или Intel. В настоящее время, когда спрос на вычисления с искусственным интеллектом быстро растет, некоторые компании начинают надеяться на прямой контроль над производственными ресурсами, чтобы лучше обеспечивать поставки и оптимизировать чипы для своего собственного бизнеса.
Но производство пластин и проектирование чипов — это две совершенно разные профессии. Компании-разработчики микросхем могут повысить свою конкурентоспособность за счет архитектурных инноваций, оптимизации алгоритмов и итерации продуктов, в то время как компаниям, занимающимся литьем пластин, необходимы долгосрочные инвестиции в оборудование, исследования и разработки технологических процессов, контроль качества и управление производством. Успех в первом случае не означает автоматически успех во втором.
Многолетний производственный опыт TSMC является важной причиной того, что она остается конкурентоспособной в мировой полупроводниковой промышленности. Новичкам, даже если у них есть обильные средства и современное оборудование, им все равно необходимо постоянное развитие процессов и проверка массового производства для создания надежных производственных возможностей.
Поэтому то, что внешний мир подвергает сомнению Терафаб, не совсем означает, что проект невозможен, но подчеркивает, что проблемы, с которыми он сталкивается, намного превосходят строительство общепромышленных объектов. Фонды могут помочь компаниям приобретать оборудование, нанимать талантливых специалистов и расширять производственные мощности, но они не могут автоматически генерировать зрелый производственный опыт за короткий период времени.
Сможет ли Маск превратить Terafab в действительно конкурентоспособную передовую систему производства пластин, в конечном итоге зависит от того, сможет ли он объединить капиталовложения, техническое сотрудничество и возможности инженерного исполнения, а также продолжать повышать производительность, стабильность и экономическую эффективность в процессе массового производства.
Как подчеркнули люди, знакомые с внутренней ситуацией в TSMC, между созданием полупроводникового завода и стабильным производством качественных чипов существует огромный технологический разрыв. Для Терафаба на самом деле успех или провал проекта определяет не то, можно ли построить здание завода или установить оборудование, а то, сможет ли оно обеспечить долгосрочное, стабильное и коммерчески конкурентоспособное крупномасштабное массовое производство в сложной производственной среде с передовыми процессами.
Комментарии