Jak TSMC přerůstá Intel: má 3× víc výrobních kapacit, do investic ročně dá 15 miliard $

17
Procesor 7nm TSMC Matisse kremik cip ilustrace Fritzchens Fritz 1600
7nm křemík vyrobený TSMC z procesoru AMD Ryzen 3000 (Zdroj: Fritzchens Fritz)

V diskusích o tom, do jaké míry může AMD konkurovat Intelu v opravdu masovém měřítku, se často objevuje názor, že firma by nebyla schopná u svého výrobního partnera TSMC produkovat dostatečné množství 7nm čipů, aby uspokojila případné radikální zvýšení poptávky po svých produktech, kdyby převzala Intelu opravdu velký tržní podíl. Ovšem toto možná podceňuje, jak moc se Tchajwanský podnik vyšvihl proti dřívějším dobám. Společnost nyní při vyhlášení finančních výsledků ohlásila investiční rozpočet, který je prakticky na úrovni toho Intelova a avizovala, že je schopná například nápor zájmu o procesory Epyc zvládnout. A že na to má o hodně větší výrobní kapacity než kterákoliv jiná polovodičová firma, včetně Intelu.

 

TSMC překvapilo náhlým zvýšením investic o 40 %

TSMC oznámilo, že očekává silnou poptávku po 5nm a 7nm procesu v následujících letech a že proto výrazně navýší investice, aby zvýšilo tovární kapacity dostupné pro klienty těchto procesů. A začíná s tím hned. Nyní oznámilo, že zvýší investice o 36 % až 40 % už pro tento aktuální (a v podstatě už dojíždějící) rok, v praxi s tím tedy asi začalo už během druhé poloviny roku, neboť tato zpráva přichází během oznámení výsledků za třetí kvartál. Pozor, zmíněné navýšení není jen oproti loňskému rozpočtu, TSMC uvádí nárůst proti vlastnímu původnímu plánu pro rok 2019.

Jde tedy o hodně razantní (a náhlé) popuštění kohoutu s penězi. TSMC původně očekávalo, že letos tyto investice budou asi 10 až 11 miliard dolarů (v roce 2018 to bylo 10,5 miliardy). Ovšem teď překvapivě ohlásilo, že částku navyšuje o 4 miliardy dolarů na 14–15 miliard $. S tím byl navýšen i rozpočet pro příští rok, kdy chce TSMC také vynaložit na kapacitu stejnou částku. Z letošních 4 miliard má jít 1,5 miliardy na rozšíření 7nm linek, zbylých 2,5 miliard na větší kapacitu pro budoucí 5nm proces. Peníze tedy půjdou do „leading edge procesů,“ aby v nich mělo TSMC možnost vyrábět opravdu masová množství.

Tímto se TSMC skokově dostalo hned za Intel, jenž má tuto položku („Capital Expenditures, CapEx“) pro letošek naplánovanou na zhruba 15,5 miliardy dolarů. Respektive to je odhad, který firma uvedla po svých posledních finančních výsledcích za Q2 2019. Intel má ovšem kromě samotných výrobních technologií a továren asi výdaje rozložení na mnoho dalších oblastí, takže je pravděpodobné, že čistě v investicích do tovární technologie a kapacity linek nyní TSMC nad Intelem výrazně povede.

Kapacita TSMC je třikrát větší, než jeho „největšího konkurenta“

Kromě toho se TSMC svým způsobem vyjádřilo k oné kapacitě pro procesory Ryzen nebo Epyc. A to už na akci Rome in Rome v září (to byla ta, kde AMD oznámilo Epyc 7H12 pro superpočítače), kde přímo vystoupil Godfrey Cheng, což je v TSMC šéf globálního marketingu, který mimochodem kdysi dávno pracoval i v ATi. Cheng uvedl, že TSMC tento problém bude řešit prostě „hrubou celkovou kapacitou“ a nemá v úmyslu nechat nějaké potenciální příjmy z prodeje procesorů AMD (a z pohledu TSMC jsou to příjmy za wafery, které si u něj AMD objedná) plavat proto, že by došla kapacita. TSMC z urvání podílu Intelu samozřejmě nepřímo profituje také.

If you cannot deliver a product within a certain timeframe where the demand is hot, we commit the cardinal sin of actually leaving demand on the table, and that’s not what we do.

Ukázal přitom slajd, který porovnává TSMC s dalšími firmami, které vyrábějí logické čipy (výrobní kapacity na paměti NAND a DRAM nejsou v těchto číslech zahrnuté). Podle něj má TSMC zdaleka největší výrobní kapacitu na světě, s víc než trojnásobným objemem měsíčně vyrobených waferů proti nejbližšímu konkurentu na 2. místě. Kdo tato dvojka za TSMC je, není úplně jasné, protože konkurenti v grafu nejsou anotováni. Ale lze počítat, že některý z vysokých šedých sloupečků hned za TSMC bude pravděpodobně Intel vzhledem k tomu, že tržby má z vlastních výrobců logických čipů nejvyšší na světě. Jeho kapacita by tak byla 300–350 000 waferů měsíčně.

TSMC kapacita vyroby 3x konkurence
TSMC by mělo mít třikrát větší celkovou kapacitu na výrobu logických čipů (výrobní linky pro paměti se nepočítají) proti největším konkurentům (Zdroj: OverClock3d.net)

Podle grafu by mělo TSMC vyrábět ekvivalent dvou milionů 200mm waferů za měsíc. Takže přepočítáno na 300mm wafery, které jsou podstatné pro moderní procesy, by to byla zhruba polovina, jeden milion křemíkových desek měsíčně. Cheng to komentoval tak, že pokud by TSMC chyběla kapacita k uspokojení něčí poptávky, tak mu jí tolik nedokáže poskytnout už nikdo.

7nm proces se rozjel rychle, představuje 27 % tržeb

To je samozřejmě třeba brát v uvozovkách, protože nám v tomto případě nejde o kapacity celého podniku, v kterých jsou zahrnuté 200mm i 300mm továrny s legacy 65nm a staršími procesy, 28nm výrobou a tak dále. Ale 7nm linky by stále měly tvořit docela podstatné procento (ostatně i u Intelu nebude všechna kapacita na 14nm procesu). V posledním kvartále (Q3 2019) měly totiž 7nm linky největší podíl na tržbách, vyšší než 16nm/12nm proces, šlo o nějakých 27 % tržeb. To znamená, že kapacita 7nm výroby musí také tvořit výrazné procento onoho dejme tomu milionu 300mm waferů. Navíc jak už bylo řečeno, bylo teď přiinvestováno poměrně značně do rozšíření kapacity, takže příští rok by měly být kapacity o to vyšší. Rozjezd kapacity je podle prezentace TSMC ještě rychlejší, než byl u 16nm (tedy prvního FinFETového) procesu.

Vyrobni procesy TSMC podil na trzbach Q3 2019
Podíl výrobních procesů TSMC na tržbách v Q3 2019. 7nm technologie už dělá 27 %

Samozřejmě teprv uvidíme, zda se TSMC podaří rozjíždět nové linky dost rychle na to, aby se boom poptávky po 7nm čipech (nejen od AMD, ale od Nvidie, Applu a dalších výrobců mobilních SoC, ale i dalších čipů) dařilo vždy včas podchycovat. Nějaká prodloužení dodacích dob mezitím rozhodně asi mohou nastávat. To se děje zdá se nyní – objednávací/dodací lhůty pro 7nm proces se značně prodloužily a totéž podle novějších zpráv už zasahuje i starší 16nm/12nm proces.

Vyrobni procesy TSMC podil na trzbach trend WikiChip
Graf podílu na tržbách v průběhu času od webu WikiChip ukazuje, jak rychle jednotlivé procesy expandovaly

TSMC neradno podceňovat

Ale pointa je, že je dnes chyba předpokládat, že TSMC má menší schopnost se s tímto vyrovnat, než Intel – poslední rok naznačuje, že je to spíš naopak. Jak můžete vidět, výrobní linky tohoto zakázkového podniku mají vyšší kapacitu a ono skokové navýšení investic do dalších toto asi jen zdůrazní. Vzhledem k tomu, že TSMC má už rok úspěšně 7nm proces, zatímco Intel pořád bojuje se svou alternativou (10nm proces, jenž je pro 7nm foundry technologie konkurencí), je asi čím dál jasnější, že TSMC přebírá pozici technologického lídra v oblasti křemíkové litografie. A to i přesto, že starší 14nm proces u procesorů Intel v kombinaci s architekturou Skylake dosahuje vyšší absolutní frekvence, než co konkurenční CPU vyráběná u TSMC. To je teď velmi užitečné pro oblast desktopových a zejména herních CPU, ale v celkové perspektivě zahrnující mobilní a serverovou oblast možná trochu Pyrrhovo vítězství.

Galerie: 7nm křemíkový čip vyrobený TSMC z procesoru AMD Ryzen 3000


Jak TSMC přerůstá Intel: má 3× víc výrobních kapacit, do investic ročně dá 15 miliard $
Ohodnoťte tento článek!
5 (100%) 24 hlas/ů

17 KOMENTÁŘE

  1. “Ale lze počítat, že některý z vysokých šedých sloupečků hned za TSMC bude pravděpodobně Intel”
    NIE.

    https://www.design-reuse.com/news_img16/20160107_1.jpg

    To je Intel + IM flash tj. továrne v Číne, Indii a Utahu, každá s oveľa vyššou kapacitou ako logické procesy… (60 – 120, samsung má dokonca 450 Kwpm) (edit.: neviem narýchlo dohľadať presnú kapacitu ale továrne na pamäte sú spravidla oveľa väčšie ako na logiku už len z dôvodu ekonomiky výroby)

    Keď sa bavíme o čisto logických procesoch (plus vstavaná SRAM, DRAM… ale stále integrovaná na rovnakom kremíku ako MCU) tak tie najbližšie “šedé slĺpčeky” bude GlobalFoundries a potom “staré” firmy ako TI, ST, Infineon, Onsemi, Renesas…. vďaka kontraktom v industrial, embedded alebo automotive oblastiach.

    Ono sa vám to nezdá pretože túto oblasť tu nepokrývate, ale aj hlúpe auto (tj bez ADAS, bez kamier, bez infotaimentu) obsahuje viac kremíku ako priemerný PC (okrem pamätí).

    “vzhledem k tomu, že tržby má z vlastních výrobců logických čipů nejvyšší na světě.”

    Nie.

    Najvyššie tržby na svete majú, pretože svojho času dokázali predať 100mm kremík za $500, zatiaľčo ostatní v tabuľke rovnako veľké kremíky predávali za $20-$50. No a samozrejme aj preto že boli tak trocha monopol, takže počet dodaných kusov neklesal aj keď zvyšovali cenu.

  2. já bych na těch slajdech příliš nestavěl … sice se vždycky říkalo, že Intel je daleko za TSMC a samsungem, jen jakési “béčko”, v reálu je pořád největším výrobcem čipů … Intel má 13 fabrik na zpracování 300mm waferů, TSMC 4 a i když nevím jak investuje, ty fabriky se nepostaví za týden ani za měsíc … taky se říká, že INtel nemá ani 10nm, a TSMC už jede na 5 nebo nevím kolik … Intelu se možná zatím tak nedaří, ale 10nm proces jeden v osmi farikách, 7nm zatím ve čtyřech … neříkám, v jaké fázi jsou ty procesy, rozhodně ale není pravda, že by Intel vyráběl jen 14nm++++++++ a zbytek prospal … takže … je pěkné, že TSMC investuje, možná překvapili sami sebe s tím, jak jim to jde 😀 , ale o Intel bych se nebál …

    • Ty žebříčky největších výrobců polovodičů (tuším jsme o nich psali) jsou podle tržeb. https://www.cnews.cz/zebricek-top15-vyrobcu-cipu-intel-zpet-na-trunu/
      Tj. jak tam říká jojioo (i když ne se vším v jeho perspektivě pohledu souhlasím), tak díky tomu, že často prodává věci s hodně vysokou marží, tam Intel bude vycházet výš než kolik je kapacita jeho továren. TSMC by mělo mít o dost nižší průměrnou marži.

      Kromě toho ještě jednou musím připomenout, že jsou to jenom logické procesy. Proces na výrobu pamětí (ať už NAND nebo DRAM) je odlišný a do tohohle nejsou takové linky započítané (takže Intelu se nepočítá část kapacity v továrnách na NAND/3D XPoint). Ty továrny na paměti mají celkově hodně velkou kapacitu, takže s nima by ty sloupečky byly úplně jinak (Samsung, Toshiba, Hynix, Micron by vyletěly nahoru).

      • Údaje o tom, kolik jsou současné kapacity těch firem, jsem bohužel nenašel aktuální, naposled snad z roku 2015. https://www.electronicspecifier.com/around-the-industry/top-10-available-wafer-fab-capacity-december-2015
        Je to v ekvivalentu 200mm waferů, takže pro ty 300mm pro zjednodušení můžeme počítat polovinu.
        A jsou v tom bohužel zase zamíchané ty paměťové procesy.

        To GloFo tam skutečně vychází nad Intelem (který má započítanou nějakou kapacitu NAND, ale měla by být IIRC menší než u těch ostatních výrobců pamětí). GlobalFoundries zase v posledním roce IIRC prodala pár továren (300mm v East Fishkill, ta je po IBM? a tuším taky jednu 200mm v Singapuru po Chartered Semi).
        Ono to není moc důležitý, kdo je první, protože na tom slajdu porovnávajícím s TSMC je několik vcelku srovnatelných “dvojek” a pro to, co jsem tam psal, není moc důležitý, jestli je teda Intel #2 nebo #5.
        ——————————-
        Novější data jsem našel akorát pro rozdělení podle regionů: http://www.icinsights.com/news/bulletins/Taiwan-Maintains-The-Largest-Share-Of-Global-IC-Wafer-Fab-Capacity/
        Jsou tam nějaký poznámky o tom, kolik procent konkrétních regionů dělají určité firmy, ale je to jenom pro hrubou orientaci…

        • njn, něco na tom je … však taky TSMC nic nevymýšlí, vývoj jde jen do procesů a vyrábí … pro Apple, Qualcomm, Broadcom, Mediatec, AMD, Nvidia (něco z toho snad Samsung, nezkoumal jsem) … miliony čipů … Intel je Intel, doufám jen že nedopadne jako třeba Toshiba …

          • TSMC nesmírně profitovalo z toho boomu smartphonů. Tím, jak mělo veliké objemy výroby těch mobilních SoC, tak při výrobě málepší “economies of scale”, ale zároveň se mu taky tím zvýšily rozpočty na výzkum/vývoj a to množství různých partnerů asi taky při ladění trochu pomáhá. Takže se dá říct, že Intel doběhli/předběhli díky mobilní revoluci.

            Ono určitě je třeba, aby Intel zůstal, a dost mě mrzí, že se jim moc nepodařilo otevřít se jako foundry partner, protože ta dominance/konsolidace toho sektoru do ruk TSMC může být problém pro budoucí konkurenci. Tím jak GLobalFoundries odpadlo, tak už jsou jenom dvě foundry s nejlepší technologií, Samsung a TSMC. Kdyby se na to Samsung vykašlal, tak je to potenciálně průšvih jako blázen, protože do toho byznysu asi zvenku skoro už nikdo nový nemůže naskočit.

            • TSMC je v pozici lídra zaslouženě, 70% populace Taiwanu má VŠ a kariérním cílem je, dostat místo v TSMC. TSMC si může chytrý mozky vybírat, ale Intel se musí spokojit s tím, že k němu jdou ambiciózní Indové. Nicméně na 5nm se to může změnit

            • “Kdyby se na to Samsung vykašlal, tak je to potenciálně průšvih jako blázen, protože do toho byznysu asi zvenku skoro už nikdo nový nemůže naskočit.” … svatá pravda!

            • TSMC (a další) by hlavně mělo stavět fabriky co nejdál od pevninské Číny, protože až se ten vzbouřenecký komunistický státní útvar vylodí na Tchajwanu, tak osobní počítače budou jen pro ty s kladným čínským sociálním kreditem 😉

  3. Ta čísla o investicích jsou nějaká divná. TSMC ve svých finančních reportech CapEx neuvádí. Uvádí však náklady na R&D (výzkum a vývoj), které jsou třeba za celý minulý rok 2,8 miliardy USD proti cca 13,6 miliardám USD, které má v této položce Intel.
    Ten Intel v tom má samozřejmě všechno možné, kdežto TSMC jenom ty výrobní technologie, takže je klidně možné, že TSMC vydává na tyto investice víc, ale moc nechápu, odkud jste vzal ta čísla u TSMC.