Znaczenie kontraktowej produkcji półprzewodników

Udział sektora foundry w wytwarzaniu półprzewodników zdaniem Semico wynosi nawet 40%, kiedy się je klasyfikuje bez elementów dyskretnych i układów pamięci. Najwięksi na świecie dostawcy usług foundry znaczną część przychodów uzyskują z zaawansowanych technologii wielkoseryjnych. W procesie wytwarzania produktów opartych o technologie zaawansowane dostawcy foundry są praktycznie nie do zastąpienia, cały czas rozszerzają ofertę usług i ich znaczenie systematycznie rośnie. W 2012 r. u producentów kontraktowych powstawało ponad 70% wszystkich płytek podłożowych zaawansowanych układów logicznych.

Największymi dostawcami zdolności produkcyjnej dla układów wymagających zaawansowanych procesów są TSMC, Globalfoundries, Samsung i UMC. Korzyści zmiany profilu firmy na model fabless lub fab-lite stały się wyraźnie dostrzegalne i oczywiste dla dostawców półprzewodników mniej więcej przed przechodzeniem do technologii procesu 45/40 nm. Texas Instruments nadał priorytet tworzeniu projektów przy technologii procesu 40/45 nm. AMD odsprzedało fabryki układów przed przejściem na proces produkcyjny 32 nm.

Udział dostawców typu foundry w produkcji płytek krzemowych według ich różnych rodzajów, źródło: Semico Research

Zapewnienie najnowszej wiodącej technologii produkcyjnej może okazać się bardzo rentowne, ale cechuje je wysokie ryzyko, ponieważ nie zawsze do końca wiadomo, które rozwiązania pomyślnie przejdą próbę czasu i jak długo pozostaną najlepsze. Rozwój technologiczny, budowa i nieustanna modernizacja fabryk krzemu pociągają za sobą wysokie koszty. Według analityków lider usług foundry, TSMC, czterokrotnie przewyższa swojego najbliższego konkurenta pod względem wysokości obrotów.

Duzi producenci kontraktowi stale zabiegają o klientów, poszukując wielkoseryjnych zleceń, jak i najnowocześniejszych technologii. Podstawowe trudności w działalności innych poza TSMC dostawców kontraktowych to radzenie sobie w sytuacji zdominowania rynku przez jednego gracza i konieczność zapewnienia klientom atrakcyjnej oferty pomimo bardzo wysokiego ryzyka.

Kontrakt poza TSMC

Strategię Globalfoundries można określić jako wprowadzanie nowych technologii tak szybko, jak to tylko możliwe. Wprawdzie firma z ZEA zatrzymała się przez jakiś czas przy technologii HKMG 32 nm, ale zdążyła już obrać bardzo agresywną strategię oferowania klientom układów o niskim poborze mocy wytwarzanych w procesie FinFET. Globalfoundries planuje ruszyć z ich produkcją testową w 14-nanometrowym procesie XM w I kw. 2014 r.

Globalfoundries od lat współpracuje nad wspólnymi rozwiązaniami przenoszenia projektów układów do fabrycznej produkcji wraz z IBM i Samsungiem w ramach inicjatywy o nazwie Common Platform. Współdziałanie tych firm przynosi efekty. Według obserwatorów rynku w 2014 i 2015 r. w wyniku prac stowarzyszenia Common Platform wytwarzanie procesorów w technologiach FinFET 20 nm i FinFET 14 nm rozpocznie się w zakładach fabrycznych w Nowym Jorku, Dreźnie, teksaskim Austin i w Korei Południowej.

Dwie ostatnie lokalizacje to fabryki Samsunga, który już wykorzystuje technologie rozwinięte przez Common Plaform do kontraktowej produkcji układów dla "dobrze rozpoznawalnego" dostawcy urządzeń mobilnych. Do tej pory Koreańczycy dostarczyli swojemu klientowi dwie generacje układów. Nie wiadomo jednak jak długo ta współpraca potrwa, ponieważ tym właśnie klientem Samsunga interesują się także inni dostawcy kontraktowi, gotowi przyjąć zlecenia. Przepis na sukces w biznesie produkcji kontraktowej jest dość powszechnie znany, obejmuje spełnienie szeregu warunków, w tym gotowość do zapewnienia kilku różnych technologii produkcyjnych, zapewnienie lepszej od konkurencji jakości i warunków dostaw, niższych cen, etc.

Intel wkroczył w obszar foundry bez większego rozgłosu, ale oczywiście nie uszło to uwadze mediów. Dostawca procesorów ma niewielu klientów, którym oferuje proces FinFET 22 nm oraz wraz z nim wytwarzanie układów na tranzystorach 3-D tri-gate. Jeden z jego klientów, firma Achronix, miała odebrać swoje pierwsze wyprodukowane przez Intela produkty w 2012 r., jednak z uwagi na opóźnienie pierwsze partie układów, wytworzone w procesie FinFET 22 nm, oczekiwane są w roku bieżącym. Intel może sobie pozwolić na współpracę z kilkoma małoseryjnymi klientami, a proces produkcyjny rozwija i testuje na bazie produktów własnych. Współpraca z firmami fabless takimi jak Achronix pozwala mu na lepszą orientację w nowatorskich i zróżnicowanych rozwiązaniach projektowych, jakie pojawiają się na rynku.

Marcin Tronowicz