De la technologie de process à la concurrence client, TSMC et le nouveau round de bataille de Samsung
Au fur et à mesure que la loi de Moore atteint sa limite, après l’entrée dans des processus plus avancés, la technologie, l’équipement et les obstacles en capital auxquels se heurtent les processus avancés sont extrêmement élevés. Les processus avancés présentent des limites: coût élevé, coût élevé et coût de fabrication élevé. Cet investissement a eu des effets en retour positifs, obligeant UMC et Global Foundry à abandonner leurs investissements dans les technologies de pointe. Aujourd'hui, seuls les processeurs avancés Intel, TSMC et Samsung font partie des acteurs de processus avancés. Les coûts élevés de R & D ont incité les entreprises à accroître leurs investissements pour répondre à la demande du marché. Selon IC Insights, les dépenses de Samsung et de TSMC au quatrième trimestre atteindront un niveau record.
Le graphique ci-dessus montre l'évolution des dépenses d'investissement de Samsung et de TSMC au quatrième trimestre de 2019. Comme l'illustre le graphique, les dépenses des deux sociétés étaient relativement faibles au début de l'année, puis elles ont été ramenées à un niveau plus modéré. le deuxième trimestre. En outre, lors de la téléconférence du troisième trimestre, les deux sociétés ont annoncé leur intention d’augmenter les dépenses au quatrième trimestre à un niveau record.
Derrière l'incroyable investissement de TSMC
Dès la conférence sur le droit du deuxième trimestre de 2019, TSMC a annoncé que le montant des dépenses en capital cette année sera supérieur au montant initial de l'ordre de 10 milliards à 11 milliards de dollars américains. En octobre, le président de TSMC, Wei Zhejia, président de TSMC, a déclaré qu'il avait décidé d'étendre ses dépenses en capital cette année, ce qui est estimé à 14-15 milliards de dollars US. Par rapport aux prévisions précédentes, l’augmentation est proche de 40%. 40% de l'année, il s'agit d'une augmentation rare de l'histoire de Taiwan.
Quelle est la logique derrière cet investissement choquant?
1. Equipement EUV coûteux
Selon le Wall Street Journal, des sociétés telles que TSMC, Intel et Samsung se font concurrence pour produire des processeurs plus petits et plus rapides. Mais les derniers procédés de fabrication nécessitent de nouveaux outils de production, qui orientent également le développement de la physique. Ceux-ci incluent des systèmes qui utilisent la technologie EUV pour créer des circuits de puces beaucoup plus étroits qu’en utilisant des sources plus courantes.
Mais les équipements EUV sont coûteux, surtout s’il est nécessaire d’équiper l’ensemble de l’usine de fabrication de semi-conducteurs avec des équipements EUV. ASML est le plus grand fournisseur d'outils de lithographie EUV du fabricant de puces, avec seulement sept systèmes EUV vendus au troisième trimestre, générant un chiffre d'affaires de 473 millions d'euros (827 millions USD). Le coût par machine est d'environ 118 millions de dollars. De tels systèmes nécessitent également d'autres types d'équipements pour le contrôle et les tests de processus. Au total, la construction d’une nouvelle usine de fabrication de puces de pointe coûte désormais des milliards de dollars.
Il n’est donc pas surprenant que les fabricants de puces ouvrent des portefeuilles. TSMC prévoit de construire une usine de 3 nm dans le parc scientifique du sud de Taiwan d’ici la fin de l’année. Cette année, elle fera l’acquisition intégrale des équipements EUV produits exclusivement par ASML aux Pays-Bas.
2. Commandes clientes entièrement chargées, la capacité de 7nm est serrée
Il est rapporté que la capacité de 7 nm de TSMC sera entièrement chargée au quatrième trimestre et que le premier semestre de l’année prochaine sera également en pénurie. Les analystes du secteur, notamment le processeur Apple A13, la puce Huawei HiS, la puce de station de base 5G et le processeur graphique AMD, sont concentrés au deuxième semestre de l’année. Le moment de l'expédition aura forcément un impact négatif sur de nombreuses entreprises qui font confiance à TSMC.
Il y a quelque temps, AMD a annoncé par courrier électronique que le processeur Ryzen 9 3950X, dont le lancement était prévu pour la fin du mois de septembre, avait été prolongé jusqu'en novembre. Bien qu'AMD n'ait pas révélé la raison du "retard" du nouveau produit, le 3950X utilise la production TSMC 7 nm. L’industrie estime qu’elle devrait travailler avec TSMC. 7nm à pleine charge, l'offre est rare.
En raison de la faible capacité de production de TSMC, NVIDIA a également choisi l’EVU 7nm EUV de Samsung et de TSMC comme processus central de la prochaine génération, ce qui leur a permis de réduire dans une certaine mesure l’impact des retards de livraison de TSMC.
Bien que les smartphones soient entrés en basse saison au premier semestre de l'année prochaine, la capacité de 7 nm reste insuffisante. En raison de la forte demande, notamment des puces de téléphone mobile 5G, de l'intelligence artificielle et des processeurs de calcul hautes performances (AI / HPC), des processeurs de réseau, des puces graphiques, des unités de traitement centrales, etc., tous adoptent une livraison de processus à 7 nm.
Selon le reportage des médias du Taiwan Electronics Times, le Hisilicon Semiconductor de Huawei a la plus forte proportion de commandes de semi-conducteurs TSMC. Grâce aux fortes commandes de 7 nm d’Apple, Qualcomm, AMD, Bitcoin et Huawei Hisilicon, TSMC adopte également une stratégie plus agressive.
3. Chasser la technologie de pointe
Récemment, lors de la célébration du 33e anniversaire de TSMC, le président et co-PDG, Liu Deyin, a déclaré que le processus le plus avancé en matière de 2 nm avait été intégré au programme pilote et que l’année prochaine produirait en masse le procédé 5 nm. Il a également souligné le fait que le procédé 7 nm de TSMC fonctionne dans l’usine de Taichung Wafer 15 depuis près de deux ans, enregistrant un record mondial de la production à l’essai à la production en série et créant une initiative mondiale produisant plus d’un million de plaquettes.
De plus, le procédé 5 nm de nouvelle génération de TSMC est également privilégié. Avec la sonnerie progressive des sonneries commerciales 5G, les clients 5G de TSMC ont une forte demande pour les processus 5 nm, et TSMC a donc décidé d’accélérer la construction de capacités 5 nm.
L'expansion de Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation sera-t-elle importante? Répétera-t-il celle de 28 nanomètres en 2010? À cet égard, Wei Zhejia a expliqué lors de la réunion: "TSMC a effectué une analyse très minutieuse cette fois-ci et le seuil technique de l'EuV est extrêmement élevé. Je suis convaincu que je ne répéterai pas les mêmes erreurs, de sorte que la capacité de 5 nanomètres sera élargi à l'avenir. Dans le fardeau. "
L'accélération de la construction d'une capacité de 5 nm contribuera non seulement à assurer la position de leader de la technologie TSMC, mais montrera également que la demande en 5G est élevée et que la croissance opérationnelle sera prometteuse l'année prochaine. Selon IC Insights, la plupart des investissements actuels de TSMC seront utilisés pour augmenter la capacité des technologies à 7 nm et à 5 nm.
Le 31 octobre, le président de TSMC, Liu Deyin, a déclaré à l'issue du forum annuel de la Taiwan Semiconductor Industry Association (TSSI) qu'il était prévu que TSMC recrute 8 000 employés de R & D afin d'investir dans les 20 ou 30 prochaines années de recherche fondamentale industrie des semi-conducteurs. TSMC a annoncé la construction d’un nouveau centre de R & D à Hsinchu et que les 3 prochains milles auront lieu dans ce centre de R & D.
La R & D actuelle de 3 nm de TSMC est en phase avec les progrès et 2 nm commencent également à être inclus dans le programme pilote. Wei Zhejia, président de TSMC, a déclaré que l'avancement du processus de TSMC continuait de progresser tous les deux ans et qu'il n'y avait aucun signe de changement. Liu Deyin, président de TSMC, a déclaré que tant que cela aiderait les clients, TSMC le ferait, mais cela ne suivrait pas nécessairement la loi de Moore.
Dans le même temps, Samsung investit également dans les usines de fabrication, s'efforçant de poursuivre TSMC sur les GAA 5 nm et 3 nm.
L'attaque de Samsung, pouvez-vous rattraper?
Rendre TSMC jaloux
Le 7 octobre, TSMC a publié un communiqué de presse dans lequel il annonçait la première introduction du processus N7 +, puissant procédé au 7 nm, qui est le premier à introduire la lithographie en ultraviolet extrême (EUV). En quelques mois à peine, le rendement a été assez proche de celui de la première génération, la N7, et la N7 est en production de masse depuis plus d'un an. Zhang Xiaoqiang, directeur général adjoint du développement commercial de TSMC, a souligné dans le communiqué de presse que le succès de la technologie de lithographie EUV pouvait non seulement implémenter la conception de pointe du client, mais aussi fournir une excellente preuve de production en série et d'excellentes capacités de fabrication. .
De l'avis de l'industrie, ce manuscrit plein de termes techniques durs et qualifiés constitue un "texte montrant" discret. Des analystes à capitaux étrangers ont souligné que, par le passé, ces informations de fabrication, TSMC, étaient généralement secrètes et partagées uniquement avec les clients. Cette fois-ci, il s’agit d’un communiqué de presse d’une taille inhabituelle et la démonstration faite à son rival Samsung est très forte.
Selon les données publiées par IC Insights, à la fin de 2018, la part de marché de Samsung était passée de 6% à 14% cette année, en hausse de 133,3% d'une année sur l'autre, devenant ainsi la deuxième fonderie de plaquettes après TSMC. C’est cette vitesse de développement qui peut être à la base de la tension de TSMC.
D’autre part, TSMC se positionne comme une fonderie depuis sa création et les activités de Samsung n’ont démarré officiellement qu’en 2005, mais il s’agit principalement de SoC haut de gamme et sa part de marché n’est pas élevée. Ainsi, en moins de 20 ans, Samsung a surpassé Gexin et UMC avec sa technologie de fonderie et occupe désormais la deuxième plus grande fonderie de fonderie. Sa force ne peut être sous-estimée.
Samsung a en effet été divisé en fonderie au cours des dernières années. Qualcomm est également connu pour le choix de Samsung par Samsung. Il est rapporté que la puce Qualcomm Xiaolong 865 sera fabriquée à l'aide de la technologie Samsung 7 nm Extreme Ultraviolet (EUV). Cependant, bien que Samsung se soit ouvert sur 7 nm, l’écart avec TSMC reste considérable.
En termes de part de marché, le chiffre d'affaires de TSMC pour le troisième trimestre de 2019 s'est établi à 3,459 milliards de dollars américains, en hausse de 13% par rapport à l'année précédente. La part du marché mondial a augmenté de 1,3 point par rapport au trimestre précédent pour atteindre 50,5%. La part de marché de Samsung Electronics n’a augmenté que de 0,5 point, pour atteindre 18,5%. Cela signifie que l'écart entre les deux va s'élargir.
Comparaison de processus
La concurrence entre TSMC et Samsung s'intensifie. Qu'il s'agisse de promotion technique ou médiatique, les deux parties ne se donneront pas. Qui peut vraiment gagner? Il y a trois observations principales: l’UEV à 7 nm pour la production de masse cette année, la guerre de parité 5G l’an prochain, et la technologie à 3 nm "Gate-All-Around" (GAA).
Selon le précédent rapport sur les travaux de l'encyclopédie des semi-conducteurs sur TSMC et la comparaison des processus de Samsung, on peut voir d'après la figure suivante que, même si le 7LPP de Samsung utilise un EUV et possède le plus petit M2P (36 nm), la 7LPP a une faible densité de transistors. 7FF de TSMC. TSMC utilise un plus petit nombre de pistes (pistes) pour rendre la densité du transistor 7FF légèrement supérieure à celle du 7LPP, et le 7FFP utilise la SDB pour obtenir une densité supérieure. La mise à niveau 7FF de TSMC à 7FFP avec EUV a réduit le nombre de masques, plus la densité du transistor SDB a augmenté de 18%.
Dans le processus 5 nm, Samsung et TSMC ont commencé à recevoir des ordres de production en masse à risque de 5 nm et se préparent également à une production de masse l’année prochaine. Comme le montre la figure ci-dessous, la densité de transistors du TSMC au nœud de 5 nm sera 1,37 fois supérieure à celle de Samsung, mais le coût relatif de la tranche est légèrement inférieur à celui de Samsung!
Alors que la loi de Moore atteint progressivement la limite physique, 3 nm sont considérés comme la dernière génération de processus de semi-conducteurs à base de silicium, car le nœud de 1 nm subira de fortes interférences. Pour résoudre ce problème, Samsung a annoncé l’utilisation de la technologie des transistors GAA Surround-Gate sur le nœud 3nm pour créer des MBCFET (FET à ponts multiples) utilisant des dispositifs à puces, qui peuvent considérablement améliorer les transistors. Performances, remplaçant principalement la technologie des transistors FinFET.
Aujourd'hui, lorsque la loi de Moore ralentit, est-ce une opportunité pour Samsung de la poursuivre? Le pari de 3 nm est le pari de Samsung, car cette industrie nodale abandonnera les transistors FinFET pour transformer les transistors GAA. Samsung est le premier à annoncer le processus GAA à 3 nm. Lors du dernier forum sur la technologie 5G, Samsung a indiqué que son processus en 3 nm achèverait la phase de recherche et développement l'année prochaine.
Toutefois, TSMC ne veut pas que Samsung prenne les devants dans le processus de fonderie. SEMICON Taïwan 2019 TSMC a révélé sa capacité à atteindre le processus du 1 nm et devrait investir 6,5 milliards de dollars dans la technologie du procédé à 2 nm, et débutera en 2024. Produire des produits du 2 nm et reprendre le droit de s'exprimer sur la technologie du procédé de fonderie.
L'alliance de Huawei avec TSMC
Selon Taïwan, DigiTImes, Hais, filiale de Huawei, détient la plus grande part des commandes de processus de micro-usinage de TSMC. TSMC est devenu au cours des dernières années un indice des «stocks de concepts Huawei». Huawei Hisilicon est le deuxième client en importance de TSMC après Apple, représentant 8% du chiffre d'affaires de TSMC l'an dernier et 11% aux premier et deuxième trimestres de cette année. .
Parmi les ventes de TSMC au troisième trimestre de cette année, les sociétés chinoises ont représenté 20%, en hausse de 5% par rapport à la même période, principalement en raison de son puissant allié, Huawei. À l'heure actuelle, seuls Samsung Electronics et TSMC ont introduit des procédés de micro-usinage inférieurs à 7 nanomètres. Huawei Haisi a donné tous ses ordres à TSMC. Certains analystes ont déclaré que TSMC rendrait également la pareille en donnant la priorité aux ordres de Hays. Par conséquent, il est peu probable que Hess passe à Samsung.
Avec l’intensification de la coopération entre Huawei HiSilicon et TSMC, il est difficile pour Samsung d’atteindre l’ambition de 2030. Outre Huawei, TSMC a également exploité des clients tels que Apple, AMD et Qualcomm.
20 milliards de dollars américains en semi-conducteurs
Au cours de l’activité principale de Samsung au cours du trimestre, le chiffre d’affaires des divisions de la communication mobile informatique et des panneaux a dépassé celui de la même période de l’année dernière et les performances de la division de l’électronique grand public ont été sensiblement les mêmes que celles de l’année dernière. Le secteur des semi-conducteurs le plus rentable à lui seul affiche un bénéfice d'exploitation de 3,05 milliards de wons (environ 18,847 milliards de yuans), soit une forte baisse de 77,66% sur un an. Ce n'est pas un petit impact sur Samsung. Face à la baisse continue des performances, Samsung a mis en œuvre certaines réformes, notamment la réduction de la capacité de stockage des puces de stockage et des investissements, et l’accélération du passage à la fonderie de puces logiques.
Bien que le chiffre d’affaires de Samsung au troisième trimestre de cette année ne soit pas satisfaisant, il a tout de même dépensé 20 milliards de dollars dans le domaine des semi-conducteurs cette année. L'investissement de Samsung cette année a atteint 29 000 milliards de wons (environ 24,8 milliards de dollars), soit à peu près la même chose que l'année dernière, y compris le secteur des semi-conducteurs, avec un total de 23 300 milliards de wons (environ 20 milliards de dollars). Il y a quelque temps, Samsung avait également commandé à ASML 15 équipements EUV avancés, d'une valeur de 3 000 milliards de won, soit environ 18,1 milliards de yuans, et livrés en trois ans.
Selon les précédents rapports de businessKorea, Samsung Electronics s'est également engagé à assurer la sécurité de la technologie de micro-usinage en se basant sur les dernières évolutions du marché des semi-conducteurs. Samsung prévoit de produire en série des produits de 3 nanomètres en 2021, un an avant TSMC. Cependant, par rapport à TSMC, la société n’a pas agi rapidement. TSMC a annoncé un plan d'investissement à grande échelle dans l'équipement pour le processus 3 nm et a commencé la construction d'une nouvelle usine.
À l'heure actuelle, en raison des restrictions à l'exportation imposées par le Japon sur les matériaux de production de semi-conducteurs tels que les résines photosensibles, l'incertitude de Samsung ne cesse de croître. Un initié du secteur a déclaré que Samsung avait achevé ses activités de recherche et développement sur les technologies 3 nm et embauchait un certain nombre de techniciens d’équipement connexes dans le processus ultraviolet extrême.
Contrairement aux projets de TSMC d’annoncer un processus 2 nm, Samsung Electronics n’a pas encore révélé de plans spécifiques pour le processus 2 nm.
Les technologies émergentes peuvent-elles permettre au processus de continuer à évoluer?
Selon la loi de Moore, les circuits intégrés continuent d'évoluer pour atteindre des tailles plus subtiles, et les processus avancés sont les nœuds les plus avancés de la fabrication de circuits intégrés. Dans l’histoire, Intel était autrefois le principal acteur des processus avancés. Depuis 2015, les fondateurs taïwanais et Samsung rattrapent Intel.
Afin de poursuivre la loi de Moore, les nouvelles technologies multi-niveaux sont toutes brillantes. Le premier est le processus de lithographie: deux voies techniques pour la lithographie ultraviolette extrême (EUV) et la configuration de quadruple auto-alignée (193i SAQP); la seconde est matérielle: une petite quantité de couche de métal clé utilisant du cobalt (Co). Les trois fabricants utilisent une petite quantité de cobalt métallique dans la doublure de la couche de métal essentielle; le troisième est la conception structurelle: il est prévu que la vitesse de réduction de la surface de la puce ralentira après 2024 pour passer au développement de transistors verticaux ou de structures tridimensionnelles.
Lors d'une conférence téléphonique récente, le chef de la direction d'Intel, Bob Swan, a déclaré qu'Intel reviendrait à TIck-Tock pour deux ans. Il a déclaré que l’ère des produits 10 nm d’Intel a
Le graphique ci-dessus montre l'évolution des dépenses d'investissement de Samsung et de TSMC au quatrième trimestre de 2019. Comme l'illustre le graphique, les dépenses des deux sociétés étaient relativement faibles au début de l'année, puis elles ont été ramenées à un niveau plus modéré. le deuxième trimestre. En outre, lors de la téléconférence du troisième trimestre, les deux sociétés ont annoncé leur intention d’augmenter les dépenses au quatrième trimestre à un niveau record.
Derrière l'incroyable investissement de TSMC
Dès la conférence sur le droit du deuxième trimestre de 2019, TSMC a annoncé que le montant des dépenses en capital cette année sera supérieur au montant initial de l'ordre de 10 milliards à 11 milliards de dollars américains. En octobre, le président de TSMC, Wei Zhejia, président de TSMC, a déclaré qu'il avait décidé d'étendre ses dépenses en capital cette année, ce qui est estimé à 14-15 milliards de dollars US. Par rapport aux prévisions précédentes, l’augmentation est proche de 40%. 40% de l'année, il s'agit d'une augmentation rare de l'histoire de Taiwan.
Quelle est la logique derrière cet investissement choquant?
1. Equipement EUV coûteux
Selon le Wall Street Journal, des sociétés telles que TSMC, Intel et Samsung se font concurrence pour produire des processeurs plus petits et plus rapides. Mais les derniers procédés de fabrication nécessitent de nouveaux outils de production, qui orientent également le développement de la physique. Ceux-ci incluent des systèmes qui utilisent la technologie EUV pour créer des circuits de puces beaucoup plus étroits qu’en utilisant des sources plus courantes.
Mais les équipements EUV sont coûteux, surtout s’il est nécessaire d’équiper l’ensemble de l’usine de fabrication de semi-conducteurs avec des équipements EUV. ASML est le plus grand fournisseur d'outils de lithographie EUV du fabricant de puces, avec seulement sept systèmes EUV vendus au troisième trimestre, générant un chiffre d'affaires de 473 millions d'euros (827 millions USD). Le coût par machine est d'environ 118 millions de dollars. De tels systèmes nécessitent également d'autres types d'équipements pour le contrôle et les tests de processus. Au total, la construction d’une nouvelle usine de fabrication de puces de pointe coûte désormais des milliards de dollars.
Il n’est donc pas surprenant que les fabricants de puces ouvrent des portefeuilles. TSMC prévoit de construire une usine de 3 nm dans le parc scientifique du sud de Taiwan d’ici la fin de l’année. Cette année, elle fera l’acquisition intégrale des équipements EUV produits exclusivement par ASML aux Pays-Bas.
2. Commandes clientes entièrement chargées, la capacité de 7nm est serrée
Il est rapporté que la capacité de 7 nm de TSMC sera entièrement chargée au quatrième trimestre et que le premier semestre de l’année prochaine sera également en pénurie. Les analystes du secteur, notamment le processeur Apple A13, la puce Huawei HiS, la puce de station de base 5G et le processeur graphique AMD, sont concentrés au deuxième semestre de l’année. Le moment de l'expédition aura forcément un impact négatif sur de nombreuses entreprises qui font confiance à TSMC.
Il y a quelque temps, AMD a annoncé par courrier électronique que le processeur Ryzen 9 3950X, dont le lancement était prévu pour la fin du mois de septembre, avait été prolongé jusqu'en novembre. Bien qu'AMD n'ait pas révélé la raison du "retard" du nouveau produit, le 3950X utilise la production TSMC 7 nm. L’industrie estime qu’elle devrait travailler avec TSMC. 7nm à pleine charge, l'offre est rare.
En raison de la faible capacité de production de TSMC, NVIDIA a également choisi l’EVU 7nm EUV de Samsung et de TSMC comme processus central de la prochaine génération, ce qui leur a permis de réduire dans une certaine mesure l’impact des retards de livraison de TSMC.
Bien que les smartphones soient entrés en basse saison au premier semestre de l'année prochaine, la capacité de 7 nm reste insuffisante. En raison de la forte demande, notamment des puces de téléphone mobile 5G, de l'intelligence artificielle et des processeurs de calcul hautes performances (AI / HPC), des processeurs de réseau, des puces graphiques, des unités de traitement centrales, etc., tous adoptent une livraison de processus à 7 nm.
Selon le reportage des médias du Taiwan Electronics Times, le Hisilicon Semiconductor de Huawei a la plus forte proportion de commandes de semi-conducteurs TSMC. Grâce aux fortes commandes de 7 nm d’Apple, Qualcomm, AMD, Bitcoin et Huawei Hisilicon, TSMC adopte également une stratégie plus agressive.
3. Chasser la technologie de pointe
Récemment, lors de la célébration du 33e anniversaire de TSMC, le président et co-PDG, Liu Deyin, a déclaré que le processus le plus avancé en matière de 2 nm avait été intégré au programme pilote et que l’année prochaine produirait en masse le procédé 5 nm. Il a également souligné le fait que le procédé 7 nm de TSMC fonctionne dans l’usine de Taichung Wafer 15 depuis près de deux ans, enregistrant un record mondial de la production à l’essai à la production en série et créant une initiative mondiale produisant plus d’un million de plaquettes.
De plus, le procédé 5 nm de nouvelle génération de TSMC est également privilégié. Avec la sonnerie progressive des sonneries commerciales 5G, les clients 5G de TSMC ont une forte demande pour les processus 5 nm, et TSMC a donc décidé d’accélérer la construction de capacités 5 nm.
L'expansion de Taiwan Semiconductor Manufacturing Corporation sera-t-elle importante? Répétera-t-il celle de 28 nanomètres en 2010? À cet égard, Wei Zhejia a expliqué lors de la réunion: "TSMC a effectué une analyse très minutieuse cette fois-ci et le seuil technique de l'EuV est extrêmement élevé. Je suis convaincu que je ne répéterai pas les mêmes erreurs, de sorte que la capacité de 5 nanomètres sera élargi à l'avenir. Dans le fardeau. "
L'accélération de la construction d'une capacité de 5 nm contribuera non seulement à assurer la position de leader de la technologie TSMC, mais montrera également que la demande en 5G est élevée et que la croissance opérationnelle sera prometteuse l'année prochaine. Selon IC Insights, la plupart des investissements actuels de TSMC seront utilisés pour augmenter la capacité des technologies à 7 nm et à 5 nm.
Le 31 octobre, le président de TSMC, Liu Deyin, a déclaré à l'issue du forum annuel de la Taiwan Semiconductor Industry Association (TSSI) qu'il était prévu que TSMC recrute 8 000 employés de R & D afin d'investir dans les 20 ou 30 prochaines années de recherche fondamentale industrie des semi-conducteurs. TSMC a annoncé la construction d’un nouveau centre de R & D à Hsinchu et que les 3 prochains milles auront lieu dans ce centre de R & D.
La R & D actuelle de 3 nm de TSMC est en phase avec les progrès et 2 nm commencent également à être inclus dans le programme pilote. Wei Zhejia, président de TSMC, a déclaré que l'avancement du processus de TSMC continuait de progresser tous les deux ans et qu'il n'y avait aucun signe de changement. Liu Deyin, président de TSMC, a déclaré que tant que cela aiderait les clients, TSMC le ferait, mais cela ne suivrait pas nécessairement la loi de Moore.
Dans le même temps, Samsung investit également dans les usines de fabrication, s'efforçant de poursuivre TSMC sur les GAA 5 nm et 3 nm.
L'attaque de Samsung, pouvez-vous rattraper?
Rendre TSMC jaloux
Le 7 octobre, TSMC a publié un communiqué de presse dans lequel il annonçait la première introduction du processus N7 +, puissant procédé au 7 nm, qui est le premier à introduire la lithographie en ultraviolet extrême (EUV). En quelques mois à peine, le rendement a été assez proche de celui de la première génération, la N7, et la N7 est en production de masse depuis plus d'un an. Zhang Xiaoqiang, directeur général adjoint du développement commercial de TSMC, a souligné dans le communiqué de presse que le succès de la technologie de lithographie EUV pouvait non seulement implémenter la conception de pointe du client, mais aussi fournir une excellente preuve de production en série et d'excellentes capacités de fabrication. .
De l'avis de l'industrie, ce manuscrit plein de termes techniques durs et qualifiés constitue un "texte montrant" discret. Des analystes à capitaux étrangers ont souligné que, par le passé, ces informations de fabrication, TSMC, étaient généralement secrètes et partagées uniquement avec les clients. Cette fois-ci, il s’agit d’un communiqué de presse d’une taille inhabituelle et la démonstration faite à son rival Samsung est très forte.
Selon les données publiées par IC Insights, à la fin de 2018, la part de marché de Samsung était passée de 6% à 14% cette année, en hausse de 133,3% d'une année sur l'autre, devenant ainsi la deuxième fonderie de plaquettes après TSMC. C’est cette vitesse de développement qui peut être à la base de la tension de TSMC.
D’autre part, TSMC se positionne comme une fonderie depuis sa création et les activités de Samsung n’ont démarré officiellement qu’en 2005, mais il s’agit principalement de SoC haut de gamme et sa part de marché n’est pas élevée. Ainsi, en moins de 20 ans, Samsung a surpassé Gexin et UMC avec sa technologie de fonderie et occupe désormais la deuxième plus grande fonderie de fonderie. Sa force ne peut être sous-estimée.
Samsung a en effet été divisé en fonderie au cours des dernières années. Qualcomm est également connu pour le choix de Samsung par Samsung. Il est rapporté que la puce Qualcomm Xiaolong 865 sera fabriquée à l'aide de la technologie Samsung 7 nm Extreme Ultraviolet (EUV). Cependant, bien que Samsung se soit ouvert sur 7 nm, l’écart avec TSMC reste considérable.
En termes de part de marché, le chiffre d'affaires de TSMC pour le troisième trimestre de 2019 s'est établi à 3,459 milliards de dollars américains, en hausse de 13% par rapport à l'année précédente. La part du marché mondial a augmenté de 1,3 point par rapport au trimestre précédent pour atteindre 50,5%. La part de marché de Samsung Electronics n’a augmenté que de 0,5 point, pour atteindre 18,5%. Cela signifie que l'écart entre les deux va s'élargir.
Comparaison de processus
La concurrence entre TSMC et Samsung s'intensifie. Qu'il s'agisse de promotion technique ou médiatique, les deux parties ne se donneront pas. Qui peut vraiment gagner? Il y a trois observations principales: l’UEV à 7 nm pour la production de masse cette année, la guerre de parité 5G l’an prochain, et la technologie à 3 nm "Gate-All-Around" (GAA).
Selon le précédent rapport sur les travaux de l'encyclopédie des semi-conducteurs sur TSMC et la comparaison des processus de Samsung, on peut voir d'après la figure suivante que, même si le 7LPP de Samsung utilise un EUV et possède le plus petit M2P (36 nm), la 7LPP a une faible densité de transistors. 7FF de TSMC. TSMC utilise un plus petit nombre de pistes (pistes) pour rendre la densité du transistor 7FF légèrement supérieure à celle du 7LPP, et le 7FFP utilise la SDB pour obtenir une densité supérieure. La mise à niveau 7FF de TSMC à 7FFP avec EUV a réduit le nombre de masques, plus la densité du transistor SDB a augmenté de 18%.
Dans le processus 5 nm, Samsung et TSMC ont commencé à recevoir des ordres de production en masse à risque de 5 nm et se préparent également à une production de masse l’année prochaine. Comme le montre la figure ci-dessous, la densité de transistors du TSMC au nœud de 5 nm sera 1,37 fois supérieure à celle de Samsung, mais le coût relatif de la tranche est légèrement inférieur à celui de Samsung!
Alors que la loi de Moore atteint progressivement la limite physique, 3 nm sont considérés comme la dernière génération de processus de semi-conducteurs à base de silicium, car le nœud de 1 nm subira de fortes interférences. Pour résoudre ce problème, Samsung a annoncé l’utilisation de la technologie des transistors GAA Surround-Gate sur le nœud 3nm pour créer des MBCFET (FET à ponts multiples) utilisant des dispositifs à puces, qui peuvent considérablement améliorer les transistors. Performances, remplaçant principalement la technologie des transistors FinFET.
Aujourd'hui, lorsque la loi de Moore ralentit, est-ce une opportunité pour Samsung de la poursuivre? Le pari de 3 nm est le pari de Samsung, car cette industrie nodale abandonnera les transistors FinFET pour transformer les transistors GAA. Samsung est le premier à annoncer le processus GAA à 3 nm. Lors du dernier forum sur la technologie 5G, Samsung a indiqué que son processus en 3 nm achèverait la phase de recherche et développement l'année prochaine.
Toutefois, TSMC ne veut pas que Samsung prenne les devants dans le processus de fonderie. SEMICON Taïwan 2019 TSMC a révélé sa capacité à atteindre le processus du 1 nm et devrait investir 6,5 milliards de dollars dans la technologie du procédé à 2 nm, et débutera en 2024. Produire des produits du 2 nm et reprendre le droit de s'exprimer sur la technologie du procédé de fonderie.
L'alliance de Huawei avec TSMC
Selon Taïwan, DigiTImes, Hais, filiale de Huawei, détient la plus grande part des commandes de processus de micro-usinage de TSMC. TSMC est devenu au cours des dernières années un indice des «stocks de concepts Huawei». Huawei Hisilicon est le deuxième client en importance de TSMC après Apple, représentant 8% du chiffre d'affaires de TSMC l'an dernier et 11% aux premier et deuxième trimestres de cette année. .
Parmi les ventes de TSMC au troisième trimestre de cette année, les sociétés chinoises ont représenté 20%, en hausse de 5% par rapport à la même période, principalement en raison de son puissant allié, Huawei. À l'heure actuelle, seuls Samsung Electronics et TSMC ont introduit des procédés de micro-usinage inférieurs à 7 nanomètres. Huawei Haisi a donné tous ses ordres à TSMC. Certains analystes ont déclaré que TSMC rendrait également la pareille en donnant la priorité aux ordres de Hays. Par conséquent, il est peu probable que Hess passe à Samsung.
Avec l’intensification de la coopération entre Huawei HiSilicon et TSMC, il est difficile pour Samsung d’atteindre l’ambition de 2030. Outre Huawei, TSMC a également exploité des clients tels que Apple, AMD et Qualcomm.
20 milliards de dollars américains en semi-conducteurs
Au cours de l’activité principale de Samsung au cours du trimestre, le chiffre d’affaires des divisions de la communication mobile informatique et des panneaux a dépassé celui de la même période de l’année dernière et les performances de la division de l’électronique grand public ont été sensiblement les mêmes que celles de l’année dernière. Le secteur des semi-conducteurs le plus rentable à lui seul affiche un bénéfice d'exploitation de 3,05 milliards de wons (environ 18,847 milliards de yuans), soit une forte baisse de 77,66% sur un an. Ce n'est pas un petit impact sur Samsung. Face à la baisse continue des performances, Samsung a mis en œuvre certaines réformes, notamment la réduction de la capacité de stockage des puces de stockage et des investissements, et l’accélération du passage à la fonderie de puces logiques.
Bien que le chiffre d’affaires de Samsung au troisième trimestre de cette année ne soit pas satisfaisant, il a tout de même dépensé 20 milliards de dollars dans le domaine des semi-conducteurs cette année. L'investissement de Samsung cette année a atteint 29 000 milliards de wons (environ 24,8 milliards de dollars), soit à peu près la même chose que l'année dernière, y compris le secteur des semi-conducteurs, avec un total de 23 300 milliards de wons (environ 20 milliards de dollars). Il y a quelque temps, Samsung avait également commandé à ASML 15 équipements EUV avancés, d'une valeur de 3 000 milliards de won, soit environ 18,1 milliards de yuans, et livrés en trois ans.
Selon les précédents rapports de businessKorea, Samsung Electronics s'est également engagé à assurer la sécurité de la technologie de micro-usinage en se basant sur les dernières évolutions du marché des semi-conducteurs. Samsung prévoit de produire en série des produits de 3 nanomètres en 2021, un an avant TSMC. Cependant, par rapport à TSMC, la société n’a pas agi rapidement. TSMC a annoncé un plan d'investissement à grande échelle dans l'équipement pour le processus 3 nm et a commencé la construction d'une nouvelle usine.
À l'heure actuelle, en raison des restrictions à l'exportation imposées par le Japon sur les matériaux de production de semi-conducteurs tels que les résines photosensibles, l'incertitude de Samsung ne cesse de croître. Un initié du secteur a déclaré que Samsung avait achevé ses activités de recherche et développement sur les technologies 3 nm et embauchait un certain nombre de techniciens d’équipement connexes dans le processus ultraviolet extrême.
Contrairement aux projets de TSMC d’annoncer un processus 2 nm, Samsung Electronics n’a pas encore révélé de plans spécifiques pour le processus 2 nm.
Les technologies émergentes peuvent-elles permettre au processus de continuer à évoluer?
Selon la loi de Moore, les circuits intégrés continuent d'évoluer pour atteindre des tailles plus subtiles, et les processus avancés sont les nœuds les plus avancés de la fabrication de circuits intégrés. Dans l’histoire, Intel était autrefois le principal acteur des processus avancés. Depuis 2015, les fondateurs taïwanais et Samsung rattrapent Intel.
Afin de poursuivre la loi de Moore, les nouvelles technologies multi-niveaux sont toutes brillantes. Le premier est le processus de lithographie: deux voies techniques pour la lithographie ultraviolette extrême (EUV) et la configuration de quadruple auto-alignée (193i SAQP); la seconde est matérielle: une petite quantité de couche de métal clé utilisant du cobalt (Co). Les trois fabricants utilisent une petite quantité de cobalt métallique dans la doublure de la couche de métal essentielle; le troisième est la conception structurelle: il est prévu que la vitesse de réduction de la surface de la puce ralentira après 2024 pour passer au développement de transistors verticaux ou de structures tridimensionnelles.
Lors d'une conférence téléphonique récente, le chef de la direction d'Intel, Bob Swan, a déclaré qu'Intel reviendrait à TIck-Tock pour deux ans. Il a déclaré que l’ère des produits 10 nm d’Intel a