Личный кабинет

Дефицит чипов растет. А почему нельзя произвести больше?

2
Избранное
Поделиться

В период пандемии и все более явного разворота крупнейших стран к чистой энергетике, одним из аспектов которой является переход на электрокары, мир ощутил растущий дефицит полупроводников. Этот кризис поставил перед политиками, потребителями и инвесторами фундаментальный вопрос: почему мы не можем просто производить больше чипов?

По мнению авторов Bloomberg, есть простой и сложный варианты ответов. Простая версия состоит в том, что изготовление чипов — невероятно комплексная деятельность, которая становится все сложнее.

«Это не ракетостроение — это намного сложнее», — шутят в отрасли.

Более глубокий ответ заключается в том, что на строительство предприятий по производству полупроводников уходят годы и миллиарды долларов. Бывший руководитель Intel Крейг Барретт назвал микропроцессоры своей компании самыми сложными устройствами, когда-либо созданными человеком.

Производство процессора обычно занимает более трех месяцев и включает в себя гигантские фабрики, беспыльные помещения, очень дорогостоящее оборудование.

Производители стараются внедрить все больше транзисторов в микросхемы, повышая производительность процессоров и делая устройства более энергоэффективными. Первый микропроцессор — Intel-4004 — был выпущен в 1971 г. и содержал всего 2,3 тыс. транзисторов размером 10 микрон, или 10 миллионных долей метра.

Бесспорное лидерство Intel в последующие десятилетия, в период 2015–2020 гг., пошатнулось. Тогда конкуренты — Taiwan Semiconductor Manufacturing и Samsung Electronics — начали создавать чипы с транзисторами размерами до 5 нанометров, или 5 миллиардных долей метра (для сравнения, средний человеческий волос составляет 100 тыс. нанометров в ширину). А буквально вчера IBM заявила, что ей удалось разработать процессор по 2 нм техпроцесса.

Чипы состоят более чем из 100 слоев материалов. Они наслаиваются, а затем частично удаляются, чтобы сформировать сложные трехмерные структуры, которые соединяют все крошечные транзисторы. Некоторые из слоев имеют толщину всего в один атом. Для этого производственные машины, созданные Applied Materials, Lam Research и Tokyo Electron,  манипулируют множеством переменных, таких как температура, давление, электрические и магнитные поля. Одна из самых сложных частей процесса — литография, которая выполняется на оборудовании ASML Holding NV. 

Для производства нужно почти стерильное помещение. Отдельные транзисторы во много раз меньше вируса. Всего одна пылинка может вызвать хаос, и миллионы долларов окажутся потрачены впустую.

Заводы по производству процессоров работают круглосуточно, семь дней в неделю. Это делается для минимизации издержек. Строительство фабрики начального уровня стоит около $15 млрд. Большая часть суммы идет на специализированное оборудование — рынок, объем которого впервые превысил $60 млрд в 2020 г.

Большая часть всех инвестиций приходится на три компании — Intel, Samsung и TSMC. В 2020 г. они получили почти такой же доход, как и следующие 12 крупнейших производителей чипов вместе взятые. Большая часть из примерно 1,4 млрд процессоров для смартфонов, поставляемых ежегодно, производится TSMC. Intel принадлежит 80% рынка компьютерных процессоров. Samsung доминирует в чипах памяти. Жесткая экономика отрасли не позволяет быстро развернуть усилия по наращиванию производства.

По материалам Bloomberg

БКС мир инвестиций

2
Избранное
Поделиться
Котировки
Купить другие инструменты