Jakkoli je dnes TSMC jasným lídrem ve výrobě nejpokročilejších čipů, není zcela bez konkurence. Nejvážnější alternativou je patrně Samsung a snaží se jí stát Intel, přičemž je tu i možnost, že se díky štědré státní podpoře podaří jednou dostat blízko i čínskému SMIC. Ovšem je možné, že se objeví ještě jeden konkurent zvláštní tím, že vzniká jako nová firma: Rapidus v Japonsku, který má vstoupit na trh s 2nm technologií.
Japonská továrna s leading edge technologií postavená na zelené louce
Rapidus vznikl teprve před třemi lety (v srpnu roku 2022) v Japonsku, takže pokud se společnosti podaří prorazit, bude to zajímavá výjimka z pravidla, že počet hráčů aktivních v sektoru špičkové technologie výroby čipů jde s časem jenom dolů tím, jak náročnost technologie vzrůstá (proto by konec Intelu měl být velká rána pro USA, jelikož se předpokládá, že stejnou kompetenci vybudovat znovu je v praxi skoro neproveditelné).
Rapidus je zvláštní tím, že si dal za cíl skočit rovnou na nejpokročilejší technologie bez toho, že by nejprve začal s nějakým snazším milníkem. Firma má oficiálně v plánu začít 2nm procesem. A právě k tomu teď přišla pozitivní zpráva – firma nyní oznámila, že provedla tape-out testovacího čipu na své 2nm technologii, která používá (podobně jako 2nm proces TSMC, 1,8nm proces Intelu a 3nm a 2nm proces Samsungu) tranzistory typu GAAFET. To bude nová pokročilejší struktura proti nyní používaným 3D tranzistorům FinFET.
Přesněji zřejmě jde nejen o tape-out, ale testovací čip byl zřejmě i vyroben, otestován a ověřen, protože firma uvádí, že splnil požadované vlastnosti. Měl být vyroben v první továrně firmy označené IIM-1, jejíž výstavba začala v září 2023. Zvládnout během pouhých dvou let dokončení cleanroomu a vybavení linky údajně více než 200 stroji tak, že mohl být vyroben testovací čip, je docela kousek. Doufejme, že to svědčí o kompetenci i v samotné kvalitě technologie.
Rapidus vyvíjí svoji technologii spolu ne čistě sám, ale s přispěním licenční technologie od IMECu a společnosti IBM, která sice skončila jako vlastní výrobce čipů, ale její výzkum pokračuje a před časem prezentovala své vlastní technologie pro 2nm čipovou technologii. 2nm proces od společnosti Rapidus bude používat EUV stroje od ASML a továrna IIM-1 má mít kapacitu 25 000 waferů měsíčně. Sériová komerční výroba by údajně měla být dostupná v roce 2027.
Speciálním lákadlem má být turnaround time výroby
Spuštění této technologie v roce 2027 znamená, že Rapidus bude nějaké dva roky pozadu za TSMC (to by mělo 2nm výrobu spouštět nyní, i když větší rozjezd asi bude až příští rok). To neznamená, že pro firmu na trhu nebude žádné místo, jedním z cílů celého podniku je ostatně i zajistit soběstačnost Japonsku (v čemž firma konkurenci mít nebude). Nicméně Rapidus si chce najít místo na trhu i mimo to a jedním ze způsobů má být i to, že firma bude nabízet některé speciality, které u TSMC nelze mít.
Rapidus: Výroba na 2nm procesu
Jednou z nich bude možnost vyrábět s výrazně zkrácenými lhůtami. V běžné výrobě čipů trvá několik týdnů až měsíců, než určitá objednaný čip projde od začátku procesu až na samotný konec a jsou dostupné první exempláře k testování. Je to i kvůli tomu, že pro zvýšení kapacity jsou wafery zpracovávané ve větších šaržích. U TSMC má být tento čas (tzv. turnaround time), který uplyne od zadání výroby až k dokončení okolo 120 dní (za předpokladu, že máte rezervovanou kapacitu předem).
To je ale docela problém, když firma rozbíhá výrobu nějakého produktu a potřebuje ho rychle otestovat. Například v případě, že se snaží opravit nějaké chyby. Nebo pokud potřebuje pokrýt náhlý nárůst poptávky, na který její zásoby nestačí, nebo se snaží urychlit vydání.
TSMC pro tyto akutní potřeby nabízí možnost vyrábět tzv. „Hot“ (nebo „Super Hot“) wafery, které mají prioritu ve výrobě a stáhnou čas, který uplyne, než dostanete hotové čipy, na 50 dní. Je to ovšem za příplatek.
Rapidus: Výroba na 2nm procesu
Rapidus plánuje TSMC v tomto překonat a nabízet velmi rychlý turnaround time. Má toho být docíleno speciálním způsobem organizace linek, které nebudou zpracovávat ony větší šarže, ale budou schopné vyrábět wafery individuálních zákazníků (nebo různých designů stejného zákazníka) hned po sobě. Standardní lhůta výroby má být jen 50 dní a při oné příplatkové výrobě „super hot waferů“ má být možné dostat hotové wafery už za 15 dní. To výrazně zkrátí čas, který například vyžaduje vyrobení a otestování nové verze (respinu) nějakého čipu, v kterém firma při testech raných vzorků našla chybu.
Rapidus: Výroba na 2nm procesu
Firma navrhující čip pro výrobu technologií Rapidus tak bude schopná mnohem agilněji vyvíjet čipy a testovat provedené změny. Teoreticky by tak mohla získat výhodu pokud jde o „time to market“ produktu. To samozřejmě za předpokladu, že cílení na technologii Rapidus samo vývoj neprotáhne, což se asi může stát.
Jak velká a atraktivní bude toto výhoda, těžko říct. Většina výrobců kvůli tomu určitě TSMC neopustí, jelikož se musí řídit ekonomikou výroby, nebo zase potřebuje ten nejvýkonnější a nejpokročilejší proces a s nevýhodou dlouhých čekacích lhůt se musí naučit žít. Ale podobné speciality mohou pro Rapidus získat různé klienty se zvláštními potřebami a postupně se firma teoreticky může rozmáchnout i k přímějšímu konkurování TSMC (a Samsungu, Intelu…).
Zdroj: techPowerUp
