رمپ آهسته، سرمایه گذاری های عظیم، آینده بزرگ

هفته گذشته، TSMC گزارش درآمد سه ماهه چهارم و سال 2022 خود را برای این شرکت منتشر کرد. علاوه بر تایید اینکه TSMC سال بسیار پرمشغله و بسیار سودآوری را برای برترین تولیدکننده چیپ‌های جهان به پایان می‌رساند – با رزرو تقریباً 34 میلیارد دلار درآمد خالص برای سال – گزارش پایان سال این شرکت همچنین به‌روزرس، جدیدی را در اختیار ما قرار داده است. وضعیت پروژه های مختلف TSMC.

خبر بزرگی که از TSMC برای Q4’22 منتشر می شود این است که TSMC تولید تراشه های با حجم بالا را در فناوری ساخت N3 (ک، 3 نانومتری) خود آغاز کرده است. سطح شیب دار این گره در ابتدا به دلیل هزینه های طراحی بالا و پیچیدگی های اولین پیاده سازی N3B گره نسبتاً کند خواهد بود، بنابراین بزرگترین کارخانه ریخته گری جهان انتظار ندارد که سهم قابل توجهی در درآمد آن در سال 2023 داشته باشد. با این حال، این شرکت ده‌ها میلیارد دلار برای توسعه ظرفیت تولید با قابلیت N3 سرمایه‌گذاری خواهد کرد، زیرا در نهایت انتظار می‌رود N3 به یک خانواده محبوب بادوام از گره‌های تولید برای TSMC تبدیل شود.

رمپ آهسته در ابتدا

سی سی وی، مدیر اجرایی TSMC گفت: “N3 ما طبق برنامه ریزی قبلی با موفقیت وارد تولید حجمی در اوا، سه ماهه چهارم سال گذشته شد و بازده خوبی داشت.” “ما انتظار داریم در سال 2023 یک رمپ نرم که توسط HPC و برنامه های کاربردی گوشی های هوشمند هدایت می شود. از آنجایی که تقاضای مشتریان ما برای N3 از توانایی ما برای عرضه فراتر می رود، انتظار داریم N3 به طور کامل در سال 2023 مورد استفاده قرار گیرد.”

با توجه به اینکه هزینه‌های سرمایه‌ای TSMC در سال‌های 2021 و 2022 بیشتر بر توسعه ظرفیت‌های تولید N5 (ک، 5 نانومتری) متمرکز بود، جای تعجب نیست که ظرفیت این شرکت با قابلیت N3 در حد متوسط ​​باشد. در همین حال، TSMC انتظار ندارد N3 سهم قابل توجهی از درآمد خود را قبل از سه ماهه سوم به خود اختصاص دهد.

در واقع، ریخته‌گری شماره 1 انتظار دارد که گره‌های N3 (که شامل N3 پایه و N3E است که قرار است در نیمه دوم سال 2023 وارد HVM شود) شاید 4 تا 6 درصد از درآمد ویفر شرکت در سال 2023 را تشکیل دهند. و با این حال این رقم از سهم N5 در دو سه ماهه اول HVM در سال 2020 (که حدود 3.5 میلیارد دلار بود) فراتر خواهد رفت.

“ما انتظار داریم [sizable N3 revenue contribution] وی گفت: “در سه ماهه سوم 2023 شروع می شود و N3 درصد متوسط ​​تک رقمی از کل درآمد ویفر ما در سال 2023 خواهد بود.”

بسیاری از تحلیلگران بر این باورند که خط پایه N3 (همچنین به ،وان N3B شناخته می شود) توسط اپل به صورت انحصاری یا تقریباً انحصاری مورد استفاده قرار خواهد گرفت، که بزرگترین مشتری TSMC است که مایل است با وجود هزینه های اولیه بالا، گره های پیشرو را بالاتر از سایر شرکت ها اتخاذ کند. اگر این فرض درست باشد و اپل در واقع مشتری اصلی استفاده از خط پایه N3 است، پس قابل توجه است که TSMC هم گوشی هوشمند و هم HPC را ذکر می کند (اصطلاح مبهمی که TSMC برای توصیف تقریباً همه ASIC ها، CPU ها، GPU ها، SoC ها و FPGA ها استفاده نمی کند. با هدف خودرو، ارتباطات و گوشی های هوشمند) برنامه های کاربردی در ارتباط با N3 در سال 2023.

N3E در نیمه دوم می آید

یکی از دلایلی که بسیاری از شرکت ها منتظر فناوری N3E آرام TSMC هستند (که طبق گفته TSMC در نیمه دوم سال 2023 وارد HVM می شود) بهبود عملکرد و قدرت بالاتر و همچنین مقیاس منطقی تهاجمی تر است. مورد دیگر این است که این فرآیند هزینه های کمتری را ارائه می دهد، البته به قیمت یک عدم مقیاس بندی SRAM در مقایسه با N5به گفته تحلیلگران از رنسانس چین.

Sze، Ng، تحلیلگر China Renaissance، این هفته در یادداشتی به مشتریان نوشت: N3E با شش لایه EUV کمتر از N3 پایه، پیچیدگی فرآیند ساده‌تر، هزینه ذاتی و زمان چرخه تولید را نوید می‌دهد، البته با افزایش چگالی کمتر.

تبلیغات PPA بهبود فناوری های فرآیند جدید داده‌های اعلام شده در طول کنفرانس‌ها، رویدادها، نشست‌های خبری و بی،ه‌های مطبوعاتی
	TSMC
	N3 در مقابل N5	N3E در مقابل N5
قدرت	-25-30٪	-34٪
کارایی	+10-15٪	+18٪
منطقه منطقی کاهش* % چگالی منطقی*	0.58x -42٪ 1.7 برابر	0.625x -37.5٪ 1.6 برابر
اندازه سلول SRAM	0.0199 میکرومتر مربع (-5٪ در برابر N5)	0.021 میکرومتر مربع (همانند N5)
جلد ساخت	اوا، سال 2022	H2 2023

هو می‌گوید که N3 اصلی TSMC دارای حدا،ر 25 لایه EUV است و می‌تواند برای برخی از آنها برای چگالی بیشتر، ال،ای چندگانه اعمال کند. طبق قرارداد، N3E تا 19 لایه EUV را پشتیب، می کند و فقط از EUV تک الگو استفاده می کند که پیچیدگی را کاهش می دهد، اما به م،ای چگالی کمتر نیز می باشد.

علاقه مشتریان به N3E بهینه شده (پس از افزایش سطح پایه N3B، که تا حد زیادی به اپل محدود می شود) زیاد است، برنامه های کاربردی مح،اتی فشرده در HPC (AMD، Intel)، موبایل (Qualcomm، Mediatek) و ASIC (Broadcom) ، مارول)،” هو نوشت.

به نظر می رسد که N3E در واقع ، کار اصلی TSMC در ک، 3 نانومتری خواهد بود قبل از اینکه N3P، N3S و N3X بعداً وارد بازار شوند.

ده ها میلیارد در N3

در حالی که گره‌های ک، 3 نانومتری TSMC قرار است در سال 2023 کمی بیش از 4 میلیارد دلار برای این شرکت درآمد داشته باشند، این شرکت ده‌ها میلیارد دلار برای توسعه ظرفیت فاب خود برای تولید تراشه‌ها در گره‌های مختلف N3 هزینه خواهد کرد. در این سال هزینه های سرمایه ای شرکت بین 32 تا 36 میلیارد دلار هدایت می شود. 70 درصد از این مبلغ برای فناوری‌های فرآیندی پیشرفته (N7 و پایین‌تر) استفاده می‌شود که شامل ظرفیت با قابلیت N3 در تایوان و همچنین تج،ات Fab 21 در آریزونا (گره‌های N4، N5) می‌شود. در همین حال، 20 درصد برای کارخانه‌های تولید تراشه در فناوری‌های تخصصی (که اساساً به م،ای انواع فرآیندهای ک، 28 نانومتری است) و 10 درصد برای مواردی مانند بسته‌بندی پیشرفته و تولید ماسک هزینه خواهد شد.

صرف حداقل 22 میلیارد دلار برای ظرفیت N3 و N5 نشان می دهد که TSMC به تقاضا برای این گره ها اطمینان دارد. و دلیل خوبی برای آن وجود دارد: خانواده N3 فناوری‌های فرآیندی آ،ین خانواده گره‌های تولید مبتنی بر FinFET TSMC برای تراشه‌های پیچیده با کارایی بالا هستند. فرآیند تولید N2 (ک، 2 نانومتری) این شرکت به ترانزیستورهای اثر مید، (GAAFET) مبتنی بر گیت مبتنی بر نانو ورق متکی است. در واقع، تحلیلگر Sze، Ng از China Renaissance معتقد است که سهم قابل توجهی از مجموعه CapEx امسال برای فناوری های پیشرفته صرف ظرفیت N3 می شود و زمینه را برای عرضه N3E، N3P، N3X و N3S فراهم می کند. از آنجایی که کارخانه‌های دارای N3 می‌توانند تراشه‌هایی را بر روی فرآیندهای N5 تولید کنند، TSMC می‌تواند از این ظرفیت در جایی که تقاضای قابل‌توجهی برای تراشه‌های مبتنی بر N5 وجود دارد، استفاده کند.

این تحلیلگر در یادداشتی به مشتریان نوشت: «TSMC CapEx 2023 را بین 32 تا 36 میلیارد دلار (2022: 36.3 میلیارد دلار آمریکا) با توسعه آن بر N3 در Fab 18 (Tainan) هدایت کرد.

از آنجایی که فناوری فرآیند N2 TSMC تنها از سال 2026 شروع خواهد شد، N3 در واقع یک گره طول، مدت برای این شرکت خواهد بود. علاوه بر این، از آنجایی که آ،ین گره مبتنی بر FinFET برای تراشه‌های پیشرفته خواهد بود، برای سال‌های آینده مورد استفاده قرار خواهد گرفت زیرا همه برنامه‌ها به GAAFET نیاز ندارند.