Технологии 3 нм и ниже пока никому не нужны

В понедельник, 17-апреля, на высокотехнологичной бирже NASDAQ заметно, почти на 5% в моменте, просел курс акций голландской компании ASML — ведущего мирового поставщика литографических машин для чипмейкерских производств. Это передает ITBestsellers.

В поисках причин обвала среди трейдеров и экспертов сначала ходили слухи лишь о том, что один из крупных заказчиков ASML пересмотрел свои планы и отменил часть заявок на изготовление для него новейшего литографического оборудования. Спустя недолгое время слухи эти были конкретизированы: по данным источников Digitimes, крупнейший среди клиентов ASML — тайваньский чипмейкер TSMC — не просто значительно урезал свои заказы на ближайший год, но и в среднесрочной перспективе якобы намеревается едва ли не на 40% сократить потребности в самоновейших EUV-литографах, способных формировать на поверхности кремниевых пластин полупроводниковые структуры с характерным масштабом разрешения 5 нм и менее.

Следом за TSMC, утверждают уже другие источники всё того же Digitimes, и Intel вместе с Samsung Electronics намереваются сократить объёмы ранее размещённых у ASML заказов на EUV-литографы.

Причина у всех трёх чипмейкеров одна и та же: эти машины потребовались им на мощной волне растущего ИТ-спроса, наблюдавшейся в 2021 г., для изготовления микросхем по 3-нм, а в перспективе и 2-нм техпроцессу. Однако чем дальше, тем меньше находится клиентов, готовых размещать на контрактных производствах указанных компаний заказы на такие чипы. В 2022 г. спрос на ПК, смартфоны и прочие высокотехнологичные товары резко просел, перспективы его восстановления неясны — а инвестиции в 3-нм и менее миниатюрные производства требуются изрядные.

Если машина для литографирования пластин по технологии DUV (примерно от 28 до 7 нм) обходится сегодня заказчику в 40-60 млн долл. США, то цены на литографы EUV актуального сегодня поколения начинаются от 250 млн долл.

Более того, себестоимость разработки условного центрального процессора (инженерный дизайн, прототипирование, испытания) с уменьшением технологических норм планирования стремительно растёт ( см рисунок): для 40-нм ЦП она составляла, по данным IBS, менее 40 млн долл., для 22-нм — чуть более 70 млн, для 5-нм — почти 550 млн, а для графического процессора, спроектированного по нормам 3 нм, может переваливать и за 1,5 млрд долл.

Примечание: Горизонтальная шкала – используемый техпроцесс от 65 нм до 5 нм. Левая вертикальная шкала - расходы в млн долл. США. Правая вертикальная шкала - столбцы поделены на доли затрат, приходящихся на различные этапы создания БИС (снизу вверх): валидацию прав интеллектуальной собственности, собственно разработку архитектуры, проверку её работоспособности, на аппаратное обеспечение для разработки, на приобретение и эксплуатацию используемого в её ходе ПО, на разработку прототипа и окончательную проверку готового прототипа перед запуском в серию.

С экономической точки зрения это значит, что для окупаемости новых, более миниатюрных по производственным нормам, чипов необходимо резкое увеличение объёмов их сбыта по сравнению с предшествующими поколениями. Иначе себестоимость единичной СБИС даже при прежних (не говоря уже о меньших) объёмах поставок выйдет настолько значительной, что её либо нереально окажется реализовать, либо изготовитель её останется в убытке.

Поскольку 3-нм чипы при всех их безусловных достоинствах (меньшая площадь и сниженное энергопотребление при примерно прежней вычислительной мощности) не превосходят 5-нм, 10-нм и даже 14-нм своих предшественников кардинально, а деньги в нынешних макроэкономических реалиях скрупулёзно считают все, фактический спрос на самые передовые СБИС оказывается куда ниже прошлогодних прогнозов. Более того, если мировой ИТ-рынок и вернётся в обозримом будущем к росту, произойдёт это скорее всего за счёт наращивания выпуска чипов по более зрелым техпроцессам — по уже отлаженным (и многократно себя окупившим) технологическим нормам и инженерным дизайнам, что обеспечит изготовителям микросхем наибольшую маржинальность.

По этой причине та же TSMC уже в начале апреля пересмотрела план своих капитальных расходов на 2023 г: если прежде они планировались в интервале 32-36 млрд долл., то теперь — уже от 28 до 32 млрд. В частности, под сокращение впервые в истории компании попали запланированные ранее затраты на приобретение новых EUV-машин. Те же шаги наверняка предпринимают сейчас Intel и Samsung Electronics, также испытывая, по информации Digitimes, серьёзные затруднения с поиском потенциальных заказчиков на изготовление СБИС по 3-нм и более миниатюрным производственным нормам.