Одним из приоритетных направлений для развития тайваньская компания TSMC видит в производстве процессоров для высокопроизводительных платформ (HPC, High Performance Computing). Это направление обещает снизить зависимость TSMC от производства процессоров для смартфонов и от выпуска SoC компании Apple в частности. Добром эта зависимость не закончится и уже сейчас даёт о себе знать в виде сезонных спадов выручки.

На заводе TSMC

До недавних пор развивать направление HPC компания TSMC планировала за счёт новых направлений, таких как ИИ, машинное обучение, обработка больших данных вплоть до аналитики. На уровне производства чипов это означает, что она будет выпускать комплексные решения на базе ПЛИС, процессоры с поддержкой команд ARM, ASIC и какие-то уникальные решения в виде ускорителей, процессоров и контроллеров. По факту на TSMC свалилось счастье в виде отказа компании GlobalFoundries от гонки за техпроцессами и вся груда заказов AMD на выпуск процессоров EPYC и будущих серверных решений «красных». Но это не все последствия отказа GlobalFoundries от разработки 7-нм техпроцесса. В этом она сильнейшим образом подставила своего стратегического партнёра — компанию IBM.

Напомним, сделка о передаче заводов и других активов компании IBM в собственность компании GlobalFoundries была оглашена 20 октября 2014 года. За эту услугу компания GlobalFoundries получила от IBM $1,5 млрд. Хотела $2 млрд, а IBM торговалась за $1 млрд. Сошлись на $1,5 млрд. Также GlobalFoundries получила техпроцессы 22 нм, 14 нм и 10 нм и свыше 10 тыс. патентов IBM. Взамен она обязалась выпускать процессоры на архитектуре IBM Power.

Техпроцессами GlobalFoundries, кстати, так и не воспользовалась — лицензировала 28-нм и 14-нм техпроцессы у компании Samsung, и инженерам IBM пришлось проектировать 14-нм процессоры уже под технические требования Samsung, что, на самом деле, было не слишком хлопотно. Многие годы Samsung (как и AMD) входила в альянс IBM, где они вместе разрабатывали техпроцессы. Многие вещи были одинаковыми: сырьё, технологии, оборудование, прочее. Казалось бы, прекрати GlobalFoundries работать на IBM, Голубой Гигант может переключиться на заводы Samsung. Но что-то пошло не так.

Сервер IBM Power System AC922 (в правой руке 14-нм процессор IBM POWER9)

Как сообщают японские источники, процессоры IBM следующего поколения (вероятно на архитектуре P10 для мейнфреймов Z15) будет выпускать компания TSMC с использованием 7-нм техпроцесса. Это тем более удивительно, что исторически компания TSMC вела разработку техпроцессов с участием в другом отраслевом альянсе — франко-бельгийско-итальянском Crolles-1/2. Пятнадцать лет назад наибольший пакет акций TSMC принадлежал компании Philips, отсюда европейская ориентация этого тайваньского контрактника. Если IBM действительно станет клиентом TSMC, то суперкомпьютерные амбиции тайваньского производителя вырастут до небес, а Intel рискует увидеть усиление конкурента на рынке платформ для ЦОД (хотя и в другой весовой категории). Да, да, мы снова о неудаче Intel с освоением 10-нм техпроцесса. Мейнфреймы IBM будут работать на 7-нм процессорах.

Мы уже знаем, что компания TSMC сделала ставку на ускоренное развитие технологии производства полупроводников с технологическими нормами 7 нм. Сегодня стало известно, что для этого будет сделано дополнительно. На встрече с инвесторами и аналитиками один из двух исполнительных директоров TSMC — Марк Лю (Mark Liu) — сообщил, что в текущем году уровень капитальных затрат на научно-исследовательские работы впервые превысит $2 млрд и составит $2,2 млрд. Также будет расширен штат инженеров-разработчиков с 5123 человек до 5690 человек. Эти меры, а также имеющийся задел, позволят компании TSMC впервые в истории стать мировым лидером по практическому внедрению самых передовых норм производства чипов.

Bloomberg

В настоящий момент уровень выхода годных кристаллов памяти SRAM по технологическим нормам 7 нм ёмкостью 128 Мбит составляет 30–40 %. Иначе говоря, уровень брака опытного 7-нм производства находится в пределах 60–70 %. Допустимый уровень брака лежит в пределах 5–8 %. Дополнительные средства будут потрачены на то (в том числе), чтобы уже в первом квартале 2017 года компания могла приступить к ограниченным поставкам 7-нм чипов. На эти чипы у TSMC уже есть 20 клиентов, интерес которых вращается вокруг мобильной графики, чипов для игровых консолей, сетевых процессоров и решений для потребительской электроники. Массовое производство с применением 7-нм техпроцесса стартует в первом квартале 2018 года.

TSMC

Отдельный интерес представляет озвученный приоритет компании, ради которого она идёт на ускорение разработки 7-нм техпроцесса. По словам руководства TSMC, 7-нм технологические нормы позволят преодолеть «серверную монополию» Intel. Не секрет, что сегодня на рынке платформ для серверов и высокопроизводительных вычислений доля решений Intel составляет 98–99 %. В то же время Intel будет отставать от TSMC как при производстве 10-нм процессоров, так и при выпуске 7-нм решений. Отставание Intel на фронте производства 10-нм чипов будет составлять два-три квартала, а при производстве 7-нм процессоров разрыв может достичь двух лет.

TSMC

Сочетание преимуществ архитектуры ARM и самых передовых в мире техпроцессов, освоенных компанией TSMC, дарует альтернативной архитектуре большой шанс в течение нескольких последующих лет подвинуть платформы Intel и, в целом, x86-совместимые процессоры на рынке серверов и суперкомпьютеров.