טראמפ מאיים לפגוע ב-TSMC

בתמונה למעלה: בתוך מפעל ייצור של חברת TSMC הטאיוואנית

במהלך מפגש עם סנאטורים ופעילים רפובליקנים ביום ב' האחרון במיאמי, אמר הנשיא דונלד טראמפ שהוא מתכנן להטיל מיסי-מגן גבוהים כנגד ייבוא של מעבדי מחשבים, סמיקונדקטורס ותרופות, במטרה להגביר את הייצור המקומי שלהם. בניגוד לתוכניות קודמות של הממשל האמריקאי, התעריפים המתוכננים החדשים אינם מכוונים כנגד סין בלבד – אלא כנגד כל מי שמתחרה בתעשייה האמריקאית.

העיתון USA Today דיווח שבמהלך המפגש, התייחס טראמפ ישירות לטאיוואן ולתעשיית השבבים שלה: "הן עזבו אותנו והלכו לטאיוואן", הוא אמר על חברות הטכנולוגיה האמריקאיות. "אנחנו רוצים שהן יחזרו לכאן. ואנחנו לא ניתן להן מיליארדי דולרים כמו התוכנית המגוחכת של ביידן (הכוונה ל-CHIP Act). הן יבנו את מפעלי הייצור בכסף שלהן, ואנחנו ניתן תמריצי מס". הידיעה הזו עוררה דאגה גדולה במיוחד בטאיוואן, שתעשיית השבבים שלה היא מהחזקות בעולם. בשנת 2024 הסתכם העודף המסחרי של טאיוואן מול ארה"ב בכ-11.4 מיליארד דולר – רובו ממכירת שבבים וכרטיסי מחשב אשר משולבים במוצרים של חברות אמריקאיות.

מסים עשויים לפגוע דווקא בתעשייה האמריקאית

בתגובה לדברים, התראיין ראש ממשלת טאיוואן, צ'ו יונג-טאי, לרשת CNN, ואמר שהממשלה תתחיל לבדוק בקרוב האם היא צריכה לתמוך בתעשיית השבבים שלה וכיצג היא צריכה לעשור לה להתמודד מול איום מסי-המגן של טראמפ. לדבריו, משרד האוצר ומחלקות נוספות בממשל הטאיוואני בוחנות כעת "את ההתפתחויות של הימים האחרונים. בתוך מספר ימים נבצע בדיקה דחופה של צורכי התעשייה ונבחן דרכים להגברת שיתוף הפעולה וכיצד לסייע לתעשייה שלנו. אנחנו לא מתעלמים ממעמדה המיוחד של טאיוואן בשרשרת האספקה העולמית של שבבים, ונדאג לשמור על מעמדנו המוביל".

החברה הטאיוואנית החשובה ביותר בתחום הזה היא TSMC הטאיוואנית, שהיא קבלנית ייצור השבבים הגדולה בעולם, עם מכירות בהיקף של כ-100 מיליארד דולר בשנה. חברת TSMC מייצרת שבבים של החברות האמריקאיות הגדולות ביותר, בהן אפל, אנבידיה ואפילו חלק מהשבבים של חברת אינטל עצמה. בימים אלה היא נמצאת בתהליך בניית מפעל ייצור בארה"ב בהשקעה של כ-12 מיליארד דולר. חברת TSMC לא הגיבה לידיעה, אולם חשוב לזכור שהיא גם החברה המובילה בעולם בטכנולוגיות ייצור מתקדמות.

הדבר מתבטא היטב בתמהיל המכירות שלה:  26% ממכירותיה ברבעון האחרון של 2024 היו של ייצור שבבי 3 ננומטר, רכיבי 5 ננומטר היו אחראים לכ-34% מהמכירות, ורכיבי 7 ננומטר לכ-14% מהמכירות. בסך הכל, התהליכים המתקדמים (7 ננומטר ומטה), היו אחראים לכ-74% ממכירותיה. לכן כלכלנים מעריכים שפגיעה בייצוא של TSMC לארה"ב, תגרום לעלייה מיידית במחיר של המוצרים הטכנולוגיים האמריקאים המתקדמים ביותר.

גם הקשר בין תמריצים ובניית מפעלים אינו פשוט: אפילו אם התעשייה האמריקאית תחליט להתיישר עם מדיניות הנשיא ולהקים קווי ייצור מקומיים, דרושות מספר שנים להקמת פאב ולהגעה לייצור אמין והדיר. אם מיסי-המגן ייכנסו לתוקף מיידית, לפני שהתעשייה בנתה את תשתית הייצור המקומית, הנזק עשוי להיות בלתי נסבל. ראוי לציין שהמתווה של חוק השבבים של ביידן הוא בדיוק הפוך – קודם להביא להקמת מפעלים – ורק אחר כך להגן עליהם.

TSMC פינתה מפעלים בעקבות רעידת אדמה

רעידת האדמה בעוצמה של 6.4 שהתרחשה אתמול בליב בדרום טאיוואן גרמה להפרעה בייצור ולפינוי מפעלים מרכזיים של חברת TSMC הטאיוואנית, שהיא קבלנית ייצור השבבים הגדולה בעולם. החברה מסרה שמפעלי הייצור במרכז ובדרום המדינה השלימו תהליך בדיקת תקינות של המבנים, מערכות החשמל, המים והגז וחזרו היום לפעולה. רעידת האדמה התרחשה בעומק של 9.4 ק"מ במחוז Chiayi בדרום המדינה, והורגשה גם בבירה טאיפה. שבצפון האי.  חברת המחקר TrendForce מסרה שהארוע השפיע על פעילות מפעל פאב-18 של TSMC, המהווה את אתר הייצור המרכזי של רכיבי 3 ננומטר. בסך בכל, רעידת האדמה גרמה לפינוי כל העובדים מארבעה מפעלים של TSMC וממפעל הייצור Fab12A של חברת UMC.

הידיעות בדבר השפעתה הן סותרות. חברת TSMC הודיעה שהבדיקות הושלמו וכל המפעלים חזרו לייצור סדרתי, ואילו אתר החדשות בשפה הסינית, Economic Daily News, מסר שהבדיקות עדיין לא הושלמו וש-TSMC הביאה למפעלים את כל ספקי המערכות שלה, כדי שהם יבדקו את מערכות הייצור ויוודאו שהן פועלות בצורה תקינה. להערכת TrendForce, גם אם לא נגרמו נזקים למבנים או לשתיתות, קיים חשש שמכונות הייצור יצאו מכיוונון, מכיוון שמדובר במתקני ייצור של תהליכים מתקדמים.

ברבעון האחרון של 2024 צמחו המכירות של חברת TSMC בכ-37% בהשוואה לרבעון המקביל אשתקד, והסתכמו בכ-26.88 מיליארד דולר. מהדיווח של החברה עולה שעיקר המכירות הן של רכיבים המיוצרים בתהליכים מתקדמים: 26% מהמכירות ברבעון הן של ייצור שבבי 3 ננומטר. רכיבי 5 ננומטר אחראים לכ-34% מהמכירות, ורכיבי 7 ננומטר אחראים לכ-14% מהמכירות. בסך הכל, התליכים המתקדמים, המוגדרים בחברה כ-7 ננומטר ומטה, היו אחראים לכ-74% מהמכירות ברבעון. תחזית החברה לרבעון הראשון 2025 היא למכירות בהיקף של 25-25.8 מיליארד דולר.

 

שיתוף פעולה בין סינופסיס ל-TSMC סולל את הדרך לשבבי AI בעלי טריליון טרנזיסטורים

ענקית תכנון השבבים סינופסיס הכריזה על שיתוף פעולה מתמשך והדוק עם יצרנית השבבים הגדולה בעולם, TSMC, בכדי לספק פתרונות תכנון אלקטרוני (EDA) וקניין אינטלקטואלי (IP) מתקדמים לטכנולוגיות התהליך המתקדמות ביותר של TSMC וכן לטכנולוגיית ה-3DFabric שלה, כדי להאיץ את החדשנות ביישומי AI ובשבבים מרובי פיסות סיליקון.

דרישות כוח המחשוב הבלתי פוסקות עבור יישומי AI מחייבות לפתח טכנולוגיות סמיקונדקטור בכדי לעמוד בקצב הנדרש. סינופסיס ו-TSMC שילבו בין חבילת התכנון האלקטרוני (EDA) המונעת על ידי בינה מלאכותית Synopsys.ai לבין פתרונות מקיפים המאשרים את המעבר לארכיטקטורות מרובות פיסות של סיליקון ב-2.5 וב-3 ממדים, בכדי לשפר ביצועים ותוצאות בסיליקון. סינופסיס ו-TSMC משתפות פעולה באופן הדוק מזה עשרות שנים בכדי לסלול את הדרך לעתיד שבו יהיו תכנונים של שבבי AI עם מיליארד עד טריליון טרנזיסטורים.

"חברת TSMC נרגשת לשתף פעולה עם סינופסיס בכדי לפתח פתרונות תכנון אלקטרוני (EDA) ו-IP חלוציים התפורים עבור דרישות כוח החישוב הקפדניות של תכנוני AI על גבי טכנולוגיות התהליך המתקדמות וטכנולוגיית 3DFabric של TSMC", אמר דן קוצ'פצ'רין, מנהל חטיבת האקוסיסטם והשותפויות ב-TSMC. "התוצאות של שיתוף הפעולה החדש ביותר שלנו ביחס לחבילת התכנון האלקטרוני (EDA) המונעת על ידי AI של סינופסיס וה-IP המוכח בסיליקון של החברה עזרו ללקוחות המשותפים שלנו לשפר באופן ניכר את התפוקה שלהם ולספק רמה טובה מאד של ביצועים, צריכת הספק, חיסכון בשטח עבור תכנונים מתקדמים של שבבי AI".

"במשך עשרות שנים, סינופסיס שיתפה פעולה באופן הדוק עם TSMC וסיפקה פתרונות תכנון אלקטרוני (EDA) ו-IP  למשימות קריטיות בכל הדורות של טכנולוגיות התהליך המתקדמות ביותר של TSMC", אמר סנג'אי באלי, סגן נשיא בכיר לניהול מוצרי EDA בסינופסיס. "שותפות זו היתה בעלת ערך ביכולתה לסייע ללקוחות המשותפים שלנו להאיץ את החדשנות שלהם בעידן ה-AI ולקדם את תכנוני שבבי הסמיקונדקטור של העתיד. ביחד, אנחנו דוחפים את הגבולות של מה שאפשרי ופותחים את הדרך בפני שיפורים פורצי דרך ברמת הביצועים, יעילות ההספק והפרודוקטיביות ההנדסית".

TSMC נעלבה, וביטלה את ההנחה של אינטל

בתמונה למעלה: מנכ"ל אינטל, פט גלסינגר

סוכנות רויטרס פירסמה בסוף השבוע ידיעה החושפת טפח מהנעשה מאחורי הקלעים בתעשיית השבבים העולמית. מדובר בפרשה שהתחוללה באמצע שנת 2021, ושבעקבותיה ביטלה TSMC הנחת-ענק שהיא העניקה לחברת אינטל תמורת ייצור שבבים ששולבו במעבדי הליבה החשובים ביותר של אינטל. הארוע שופך אור על מערכת היחסים המתוחה בין שתי חברות שהן גם מתחרות אחת בשנייה גם משתפות פעולה. בשלוש השנים האחרונות מנהל מנכ"ל אינטל, פט גלסינגר, מסע להפיכת אינטל לספקית שירותי ייצור שבבים המתחרה ישירות ב-TSMC הטאיוואנית, הנחשבת לקבלנית שירותי הייצור הגדולה בעולם.

אלא שבמקביל, אינטל היא גם לקוחה של TSMC, אשר מייצרת עבורה שבבים שאינטל פיתחה בעצמה אולם מסיבות שונות אין לה יכולת לייצר אותם. מדובר בהיקף גדול מאוד. המקורות של רויטרס העריכו שכ-40% מקיבולת הייצור של TSMC בטכנולוגיית 3 ננומטר – מיועדת לאינטל. עד לשנת 2021 היה לשתי החברות הסכם נדיב מאוד, שהעניק לאינטל "הנחה משמעותית מאוד" במחיר שהיא משלמת עבור כל פרוסת סיליקון (Wafer) המיוצרת עבורה ב-TSMC.

כמה ביטויים מיותרים

אלא שאז הכל השתבש. בחודש מאי 2021 צוטט גלסינגר בכלי התקשורת לאחר שהתבטא ביחס לטאיוואן ואמר: "אתה לא רוצה לשמור את כל הביצים בסל אחד, של יצרן שבבים טאיוואני". כעבור שישה חודשים, בדברים שנשא במפגש תעשייתי בקליפורניה (Fortune Brainstorm Tech summit) שנועד לתמוך בקבלת חוק השבבים האמריקאי (Chip Act) הוא אמר: "טאיוואן היא לא מקום יציב. כאשר 27 מטוסי קרב סיניים חודרים למרחב האווירי של טאיוואן, אתם חשים יותר בנוח או פחות בנוח לאור העובדה שטאיוואן היא המקור לטכנולוגיות קריטיות לכלכלה ולביטחון הלאומי שלנו?".

כלפי חוץ, הנציגים של חברת TSMC התייחסו בביטול להערה הזאת, וציינו שהחברה נמצאת התהליכי הקמה של מפעל גדול מאוד לייצור שבבים באריזונה. יו"ר TSMC, מארק יו, אמר למחרת לעיתון טאיפה טיימס: "כנראה שאין הרבה אנשים הסבורים שטאיוואן אינה יציבה בגלל גורמים גיאופוליטיים".  אלא שמאחורי הקלעים הדברים גרמו לסערה גדולה. המקורות מסרו לרויטרס שבעקבות הדברים האלה ביטלה TSMC את העיסקה המקורית עם אינטל שכללה הנחה גדולה מאוד, ובמקומה נחתמה עסקה חדשה ללא הנחה, "שפגעה משמעותית בריווחיות של חברת אינטל".

איך התגלגל מעבד מתקדם של TSMC למאיץ AI של וואווי הסינית?

בתמונה למעלה: מעבד הבינה המלאכותית Ascend 910 של וואווי. צילום: וואווי

סוכנות הידיעות רויטרס חשפה בסוף השבוע כי שבב מתקדם מתוצרתה של TSMC התגלה במאיץ הבינה המלאכותית (AI) המתקדם ביותר של חברת וואווי (Huawei) הסינית. לכאורה, מדובר בהפרה של מגבלות הייצוא שמטיל הממשל האמריקאי על מכירה של טכנולוגיות מתקדמות לסין, שהוטלו במטרה לבלום את התקדמותה של סין בתחומים רגישים כמו שבבים ובינה מלאכותית. השבב התגלתה לאחר שחברת Techinsights, המספקת שירותי מודיעין בתחום השבבים, פירקה (teardown) את מאיץ ה-AI מדגם Ascend 910B של וואווי, כדי לבדוק את מרכיביו.

חברת Techinsights דיווחה על הממצאים ל-TSMC, וזו דיווחה על כך למשרד הסחר האמריקאי, האחראי על אכיפת ההגבלות על מסחר טכנולוגי עם סין. TSMC מסרה בתגובה כי היא לא מוכרת שבבים לוואווי מאז ספטמבר 2020 וכי יידעה את הממשל האמריקאי לאלתר, ואילו וואווי הסינית הכחישה כי עשתה שימוש בשבב של TSMC במוצר.

השבב שמתחרה באנבידיה

ב-2019 הטיל הממשל האמריקאי לראשונה סנקציות על וואווי, מתוך חשש שוואווי תעשה שימוש בציוד התקשורת שהיא מייצרת כדי לרגל אחר אזרחים אמריקאים. מאז ההגבלות על החברה רק החריפו. אתמול דווח ברויטרס כי מחקירה מהירה שערכה TSMC, נראה כי השבב הגיע לידי וואווי דרך לקוחה אחרת של TSMC, חברת סטארט-אפ סינית בשם Sophgo, שמפתחת מעבדים בארכיטקטורת RISC-V ו-TPU, בעיקר לתחום הקריפטו, ואשר הזמינה מ-TSMC שבבים זהים לאלה שנמצאו במאיץ של וואווי – כך לפי הדיווח. בעקבות כך, השהתה TSMC את המשך המשלוחים ל-Sophgo, שמצדה פרסמה באתר הבית שלה הכחשה לטענות.

ה-Ascend 910B של וואווי הוא מאיץ AI המיועד לאימון והרצה של מודלי AI במרכזי נתונים, ומהווה חלופה מתוצרת סינית למאיץ ה-AI של אנבידיה, H100. לפני מספר חודשים הצהיר בכיר בוואווי, בכנס שבבים בסין, כי ה-Ascend 910B מציג ביצועים ברמה של 80% בהשוואה ל-H100 של אנבידיה באימון מודלי שפה גדולים (LLM), ועולה על ה-H100 ב-20% בביצוע משימות מסוימות, כך לטענתו. חברות ענן סינית כמו Baidu ו-Tenscnt הצטיידו במאיץ של וואווי.

רשמית, וואווי מייצרת את ה-Ascend 910B אצל קבלנית הייצור הסינית SMIC. עם זאת, בתקשורת בדרום קוריאה דווח לפני מספר חודשים כי SMIC מתקשה לייצר את השבבים הללו, בשל מחסור בציוד מתקדם על רקע המגבלות האמריקאיות, וכי 4 מתוך 5 שבבי Ascned 910B מיוצרים עם פגמים. בשל המגבלות האמריקאיות, אנבידיה משווקת בסין גרסה מותאמת של ה-H100, המצוידת בפחות זיכרון וכוחות עיבוד, כדי לעמוד בתנאי ההגבלות.

אנבידיה מתכוונת לשווק בסין גם גרסה מותאמת של Blackwell, הדור החדש של מאיצי ה-AI שעליו הכריזה לפני מספר חודשים. עם זאת, השבבים של וואווי זוכים בסין לאימוץ נרחב יותר ונתח של השוק של אנבידיה מצטמצם, כך מודים גם באנבידיה.

TSMC ממשיכה לשגשג על רקע תנופת ה-AI

[בתמונה: הנהלת TSMC. מקור: TSMC]

קבלנית הייצור הטאיוואנית TSMC רשמה ברבעון השלישי של 2024 הכנסות של 23.5 מיליארד דולר – גידול שנתי של 36% ביחס לרבעון המקביל ב-2023 ועלייה של 12.9% ביחס לרבעון השני של השנה. ב-TSMC מייחסים את הצמיחה לביקוש גבוה לייצור שבבים בתהליכי ייצור ב-3 ננומטר וב-5 ננומטר עבור שוק הסמרטפונים והבינה המלאכותית.

ההכנסות מתהליך הייצור המתקדם ביותר, ב-3 ננומטר, היוו כ-20% מהכנסות החברה. ההכנסות מ-5 ננומטר ומ-7 ננומטר היוו 32% ו-17%, בהתאמה. בסך הכול, התהליכים המתקדמים של TSMC, לייצור ב-7 ננומטר ומטה, היוו 69% מהכנסות החברה ברבעון.

מבחינת שוקי יעד, ההכנסות מתחום מחשוב עתיר-ביצועים (HPC) צמחו ב-11% והיוה יותר ממחצית מהכנסות החברה (51%). עוד אינדיקציה חיובית היא השיפור בשוק הסמרטפונים, שצמח ב-16% מבחינת התרומה להכנסות TSMC והוא היה אחראי ברבעון השלישי לכ-34% מהכנסות החברה.

ברבעון הרביעי צופה החברה הכנסות של 26.1-26.9 מיליארד דולר – כ-13% יותר מהרבעון השלישי. בסך הכול, הכנסותיה ב-2024 צפויות להיות גבוהות ב-30% לעומת 2023. על רקע הצפי להמשך הביקוש בתחום הAI, החברה צופה כי השקעותיה ב-2024 יהיו גבוהות מ-30 מיליארד דולר, כאשר יותר מ-70% מההון מושקע בתהליכי הייצור המתקדמים. "אנחנו עדים לביקושים חזקים מאוד מצד לקוחותינו בכל הקשור ל-AI, והדבר מגביר את הניצולת שלנו בתהליכי הייצור ב-3 וב-5 ננומטר", אמר מנכ"ל החברה וויי (C. C. Wei).

אבנט ASIC ישראל מתחילה לספק שירותי תכנון ל-TSMC 4NM

בתמונה למעלה: צוות אבנט ASIC ישראל. צילום: איל טואג

חברת אבנט אייסיק ישראל (Avnet ASIC Israel) מבני דרור שבשרון, השיקה שירותי תכנון רכיבים בהספק נמוך המיועדים לייצור בטכנולוגיות המתקדמות של חברת TSMC, ברוחב צומת של 4 ננומטר ופחות. חברת TSMC הטאיוואנית היא קבלנית ייצור השבבים הגדולה בעולם. אבנט אייסיק ישראל היא חטיבה של Avnet Silica, הנמצאת בבעלותה המלאה של Avnet העולמית.

ההכרזה החדשה מגיעה בעקבות מינוייה של אבנט אייסיק בפברואר 2024 למעמד של Value Chain Aggregator – VCA על-ידי TSMC והצטרפותה כחברה רשמית באקו-סיסטם של TSMC. המינוי הרחיב את קשת השירותים הקיימים לפיתוח רכיבי ASIC ומאפשר לחברה לפעול כערוץ גישה עבור לקוחות ה-ASIC של TSMC ולהציע שירותי Turn Key מלאים, החל מרעיונות תכנון, דרך תכנון לוגי ויישום על-גבי ועד לייצור המוני ב-TSMC.

"אחד מאתגרי התכנון המשמעותיים בתעשייה כיום היא ביצוע אופטימיזציית ביצועים ברמת הרכיב וברמת המערכת באמצעות בחירה בטכנולוגיה הנכונה שתעמוד בדרישות הלקוח", אמר מנהל הפעילות ההנדסית (Head of Engineering) והמנהל הכללי של אבנט אייסיק ישראל, פבל וילק. "תהליך הייצור של TSMC ב-4 ננומטר מאפשר לחסוך הספק ושטח בלי להתפשר על הביצועים. עם זאת, העבודה במתחים נמוכים מחייבת אופטימיזציה באמצעות פתרון הוליסטי של תכנון השבב".

מאבנט נמסר ששירותי התכנון החדשים מבוססים על גישה מערכתית שנועדה להתמודד עם הדרישות הסותרות של ביצועים גבוהים ועבודה במתח נמוך. בין השאר, החברה מאפיינת מחדש תאים סטנדרטיים כדי להתאימם לעבודה במתח נמוך יותר, מבצעת בדיקות RTL מוקדמות בכדי למטב את האיזון בין הספק, ביצועים ושטח (PPA), מממשת Clock Tree אופטימלי ועושה שימוש בסימולציות ברמת הטרנזיסטור בכדי למצות את האופטימיזציה של ההספק. התהליכים האלה נבדקו ואוששו בבדיקות מקיפות שבוצעו גם לאחר ייצור הסיליקון.

אבנט אייסיק היא מרכז תכנון וייצור רכיבי אייסיק ו-COT שמספק ללקוחות את כל הפתרונות הדרושים לפיתוח מערכת-על-שבב משלב הרעיון ועד שלבי ייצור הרכיב. לחברה נסיון של כ-35 שנה. עד היום היא ביצעה בהצלחה יותר מ-350 פרוייקטים.

TSMC צופה ביקושי שיא גם לאורך 2025

[בתמונה: הנהלת TSMC. מקור: TSMC]

חברת TSMC הטאיוונית, קבלנית ייצור השבבים הגדולה בעולם, דיווחה הלילה על הכנסות של 20.8 מיליארד דולר ברבעון השני של 2024. מדובר בעלייה של 32% בהשוואה לרבעון השני של 2023 ועלייה של 10% מהרבעון הראשון של 2024. שולי הרווח עמדו על 53.2%.

אמש צנחו מניות השבבים בוול-סטריט בשיעור חד על רקע חשש המשקיעים כי החרפת הסנקציות על סין תפגע במכירות חברות השבבים. TSMC, שצנחה אתמול בכ-8%, עולה ביותר מ-1% במסחר המקדים בנסד"ק.

המשקל של ייצור ב-3 ננומטר – תהליך הייצור המתקדם ביותר של החברה – הולך וגדל והיווה ברבעון השני כ-15% מסך ההכנסות. ייצור ב-5 ננומטר היווה 35% מההכנסות, ואילו ייצור ב-7% היווה כ-17%. כלומר, תהליכי הייצור ב-7 ננומטר ומטה היווה כשני שליש מהכנסות החברה. המשקל הגובר של התהליכים המתקדמים בתמהיל ההכנסות של TSMC משקף את ההתבססות הגוברת של מוצרי חברות השבבים הגדולות, כדוגמת אנבידיה, אפל, קואלקום, AMD ועוד, על תהליכי הייצור הללו.

ב-TSMC העריכו כי תחום ה-AI ושוק הסמרטפונים ידחפו את המשך הצמיחה בהכנסות ברבעון השלישי, שבו צופה החברה הכנסות של 22.4-23.2 מיליארד דולר.

בשיחת הוועידה המחיש מנכ"ל החברה וויי (C. C. Wai) עד כמה גבוה הביקוש לשירותי הייצור של החברה. "אנחנו מנסים להגיע לאיזון הנכון בין היצע וביקוש, אבל זה בלתי אפשרי. הביקוש הוא כה גבוה, ואנחנו צריכים לעבוד קשה כדי לעמוד בו. ההיצע ממשיך להיות דחוק ביחס לביקוש, וזה צפוי להימשך לאורך 2025". ב-2025 צפויה TSMC להתחיל בייצור המוני ב-2 ננומטר. החברה צפויה לבצע השנה השקעות הון (Capex) בהיקף של 30-32 מיליארד דולר, כ-70%-80% מסכום זה יופנה לתהליכים המתקדמים.

 

ניוריאליטי השיקה פורטל פיתוח ליישום שרת ה-AI שלה

[בתמונה למעלה מימין לשמאל: צביקה שמואלי, משה תנך ויוסי קיסוס. צילום: אביב קורט]

חברת ניוריאליטי (NeuReality) מקיסריה, שמפתחת ומספקת תשתיות בינה מלאכותית עבור ארגונים וממשלות, השיקה פורטל חדש למפתחים, הכולל כלי הדגמה המסייעים בהתקנה פשוטה של פתרון התוכנה וממשקי תכנות היישומים (APIs) שלה.

השקת הפורטל מגיעה לאחר שהחברה סיפקה והפעילה את שרת ה-AI על גבי שבב ב-7 ננו-מטר מדגם NR1 NAPU והשלימה את ההפעלה והאימות של כל מערכת החומרה והתוכנה NR1 שלה ברבעון הראשון.

לדברי ניוריאליטי, הפתרון שלה מקנה למפתחים את היכולת לפרוס את מערכות ה-AI המתקדמות והמורכבות ביותר באופן גמיש וקל יותר על בסיס הדרישות הספציפיות של כל פרויקט. הוא מעניק למפתחים מערך כלים להאצת כל תהליכי הפיתוח, השילוב וההקצאה של מערכות AI, לצד ממשקי תכנות יישומים להסקה המאפשרים לזרז את תהליך פריסת המערכות.

ה-NR1, פתרון ההסקה (inference) לבינה מלאכותית של ניוריאליטי, מאפשר לעסקים ולממשלות להריץ מודלי AI חדשים ויישומים קיימים ללא צורך להשקיע מיליוני דולרים במעבדי GPUs (יחידות עיבוד גרפיות) הנמצאים כיום במחסור. מעבדי CPU נותרו צווארי הבקבוק העיקריים לביצועי הסקה לבינה מלאכותית, ללא תלות בביצועי מאיץ ה-AI, מה שמביא לרמות גבוהות מדי של צריכת הספק ועלויות ולא מאפשר לרוב הארגונים להתקין ולהפעיל מערכות AI חדשניות.

תו תקן מ-TSMC

מערכת NR1 מוכנה לפריסה אצל לקוחות החל מהרבעון הראשון של 2024 לאחר שמעבד ה-NAPU הגיע בדצמבר, ממפעלי ייצור השבבים של TSMC בטאיוואן, ועבר בהצלחה אקטיבציה, בדיקות אימות מקיפות ואינטגרציית מערכת בתוך 90 יום בלבד.

"העובדה שסטארט אפ עם צוות טכני קטן מצליח לבצע אינטגרציית מערכת AI כה מורכבת, מהסיליקון ועד השרת והתוכנה, באופן מהיר וחלק היא מרשימה", אמר אילן אביטל, מנהל המו"פ בניוריאליטי.

המערכת של ניוריאליטי עמדה במכלול הדרישות הפונקציונליות בהיבטים של שרת על גבי שבב, IP ייעודי, מערכת ותוכנה. אבן דרך זו מסמנת את המוכנות של המערכת לפיילוטים אצל לקוחות בדגש על ספקי שירותי ענן, שירותים פיננסיים ושירותי בריאות, עבור יישומים של ראייה ממוחשבת, זיהוי אוטומטי של דיבור ועיבוד שפה טבעית. הישג זה מניח יסודות כלכליים איתנים למערכות עתידיות של בינה מלאכותית יוצרת (Generative AI), מערכות מולטי-מודאליות (שיכולות לטפל בקלטים ממגוון סוגים) וטכנולוגיות מתקדמות נוספות. לדברי ניוריאליטי, האקטיבציה והתיקוף המהירים של NR1 נובעים מתהליך קפדני של תכנון מערכת ושל אמולציה מקיפה שהחברה ביצעה בשיתוף עם סינופסיס לפני הטייפ אאוט ב-2023.

לדברי אילן אביטל: "שיעור האימוץ של AI עומד על 35% בממוצע עולמי ופחות מ-25% בארצות הברית. ניוריאליטי ממוקדת בהנמכת החסמים שעומדים בפני ענפים מרכזיים בכלכלה בכל הקשור ליישום מערכות AI. יישום כזה הוא כרגע מחוץ להישג היד של רוב העסקים. שרתי ההסקה האידיאליים לבינה מלאכותית דורשים תצורות שרת שונות לחלוטין ויעילות יותר ביחס למחשבי העל ולמעבדי ה-GPU המתקדמים בהם נעשה כיום שימוש באימון של בינה מלאכותית. אנחנו יכולים להתחיל לשנות זאת כבר עכשיו דרך צמצום של צריכת ההספק הגבוהה כבר במקור והורדת עלויות עבור הלקוחות".

ניוריאליטי נוסדה בשנת 2019 ומונהגת על ידי צוות הנהלה בעל ניסיון רב בארכיטקטורת דאטה סנטרים, מערכות ותוכנה. מייסדי החברה הם משה תנך, המשמש כמנכ"ל, צביקה שמואלי, סגן נשיא לתפעול, ויוסי קסוס המשמש כסגן נשיא לפיתוח שבבים. הצוות המוביל של החברה כולל את ה-CTO ליאור חרמוש ואת אילן אביטל מנהל המו"פ(CRO – Chief R&D Officer) , מבכירי מערך המו"פ של אינטל לשעבר. ניוריאליטי, שגייסה מהקמתה 70 מיליון דולר, מעסיקה כיום למעלה מ-60 עובדות ועובדים בישראל, אירופה וארצות הברית. בכוונת החברה לגייס בשנה הקרובה עשרות עובדות ועובדים נוספים למרכזי הפיתוח של החברה בקיסריה ובתל אביב על מנת לתמוך באתגרי הפיתוח ובצמיחה המואצת של החברה.

תחזית הצמיחה של TSMC הקפיצה את מניות השבבים

בתמונה למעלה: הנהלת TSMC בשיחת הוועידה לאחר פרסום הדו"ח הרבעוני

הדו"ח הרבעוני האחרון של חברת TSMC הטאיוואנית היכה בשוק כמכת ברק: מדד נסד"ק 100 עלה ב-1.5%, מדד מניות השבבים (PHLX Semiconductor Index) זינק ביותר מ-3.3%, מניית חברת TSMC עצמה זינקה ביותר מ-9% והמניות של לקוחותיה הגדולים זינקו בהתאמה: מניית אנבידיה למשל זינקה בכ-2.5% ומניית אפל עלתה בכ-3.2%. ברבעון האחרון של שנת 2023 הסתכמו המכירות של חברת TSMC בכ-19.6 מיליארד דולר, כאשר המכירות בשנת 2023 כולה הסתכמו בכ-69.3 מיליארד דולר.

אומנם זוהי ירידה של 8.5% בהשוואה למכירות ב-2022 וירידה של 1.5% בהשוואה לרבעון המקביל אשתקד, אולם המכירות ברבעון האחרון צמחו בכ-13.6% בהשוואה לרבעון השלישי 2023. העלייה הזאת מייצגת מגמת תפנית כל-כך עמוקה בשוק השבבים ובתמהיל המוצרים של חברת TSMC, שמנכ"ל החברה, סי.סי. וויי,  אמר בשיחת הוועידה עם אנליסטים שהחברה צופה שהחל משנת 2024 – ולמשך מספר שנים קדימה – TSMC תציג צמיחה שנתית של 15%-20% במכירות.

מירוץ המיזעור תופס תאוצה

תחזית המכירות הזאת מבוססת על ההערכה שהשווקים הגדולים ביותר של חברת TSMC נמצאים במגת צמיחה בעקבות מהפיכת הבינה המלאכותית והקישוריות המהירה, ושהשוק עובר לשימוש בטכנולוגיות המתקדמות ביותר (טרנזיסטורים בעלי רוחב צומת של 7 ננומטר ומטה) שבהן החברה ממקדת את מאמציה – וגם נחשבת למובילה העולמית. המגמה הזו מורגשת היטב כבר בתוצאות הרבעון האחרון של 2023: ייצור בתהליכי 3 ננומטר היה אחראי לכ-15% מהמכירות, הייצור ב-5 ננומטר היה אחראי לכ-35% מהמכירות והייצור ב-7 ננומטר היה אחראי לכ-17% מהמכירות.

בסך הכל, התהליכים המתקדמים היו אחראים ל-67% מהמכירות ברבעון – בהשוואה לשיעור של 53% בשנת 2022. חברת TSMC צופה שהמגמה הזו תמשיך ותתרחב בשנים הבאות, מכיוון ששני שוקי היעד הגדולים והחשובים ביותר שלה – מחשבים חזקים (HPS) וסמארטפונים  – שכל אחד מהם אחראי לכ-43% ממכירותיה ברבעון – הם הלקוחות המרכזיים של תהליכים מתקדמים.

זהו גם התחום שבו החברה ממקדת את מאמצי ההצטיידות והפיתוח: וויי גילה בשיחת הוועידה שבשנת 2024 תשקיע TSMC כ-32 מיליארד דולר בהצטיידות ומו"פ שיאפשרו לה ליהנות מתנופת הבינה המלאכותית, ה-HPC וה-5G. מתוך הסכום הזה יושקעו 70%-80% בתהליכים מתקדמים ו-10%-20% במארזי מתקדמים. "אנחנו צופים שהמכירות של 3 ננומטר (N3) יוכפלו ביותר מאשר פי שלושה במהלך 2024, כאשר טכנולוגיית 2 ננומטר (N2) שלנו תתבסס על טרנזיסטורי narrow-sheet ומתוכננת להיכנס לייצור המוני בשנת 2025".

TSMC מפתחת תהליך ייצור של 1 ננומטר

חברת TSMC מתכננת להגיע ליכולת ייצור של שבבים בעלי 200 מיליארד טרנזיסטורים עד לשנת 2030, ולצורך זה החלה בפיתוח תהליכי ייצור חדשים של 2 ננומטר, 1.4 ננומטר ו-1 ננומטר. האתר tom'sHARDWARE מדווח שהמידע הזה נמסר לתעשייה על-ידי החברה עצמה, בהרצאתו של מנהל טכנולוגיות המידע של TSMC, כריס לין, במהלך כנס IEDM שהתקיים לפני כשבועיים בסן פרנסיסקו. במקביל, TSMC מפתחת לדבריו גם טכנולוגיות מארזים חדשות (CoWoS, InFO, SoIC) במטרה לאפשר לה לייצר שבבים מרובי-אריחים (Chiplets) הכוללים יותר מטריליון טרנזיסטורים במארז יחיד.

מהשקף של החברה שהוצג בכנס, מתברר ש-TSMC כבר העניקה את הכינויים המסחריים של התהליכים החדשים. בשנת 2025 היא תציג את טכנולוגיית N2/N2P בגאומטריה של 2 ננומטר שתאפשר לה לייצר שבבים הכוללים כ-100 מיליארד טרנזיסטורים בפיסת סיליקון יחידה. במתכונת מרובת-אריחים, שהחברה מכנה בשם 3D Hetero Integration, ניתן יהיה לייצר רכיבים הכוללים כחצי מיליארד טרנזיסטורים. לאחר מכן היא תעבור לטכנולוגיית ביניים של 1.4 ננומטר שקיבלה את הכינוי A14.

היעד הוא להגיע לשנת 2030 עם טכנולוגיית 1 ננומטר בשם A10, אשר תאפשר לה לייצר רכיבי 3D הכוללים יותר ממיליארד טרנזיסטורים. להערכת החברה, זוהי המגמה הבולטת ביותר שתקבע את עתיד תעשיית השבבים: בגלל הקושי העצום הכרוך בייצור שבבים מרובי טרנזיסטורים על-גבי פיסת סיליקון יחידה, התעשייה תאמץ בהדרגה את גישת הרכיבים מרובי-אריחים, אשר תהיה הדומיננטית בשוק. יחד עם זאת, יחידות העיבוד עצמן (דוגמת CPUs) ימשיכו להתבסס על פרוסות סיליקון בודדות, ולהערכת החברה הן יזדקקו לפחות לכ-200 מיליון טרנזיסטורים כדי לתמוך בצורכי התעשייה בשנים הבאות.

המציאות הפיננסית שאילצה את אינטל להיכנס לשוק שירותי הייצור

בתמונה למעלה, שער הכניסה לפאב 34 באירלנד. כל מכונת ליתוגרפיה עולה 200 מיליון דולר. צילום: Techtime

מאת: רוני ליפשיץ

כאשר חברת אינטל אימצה בחודש מרץ 2021 את אסטרטגיית IDM 2.0 והקימה את חטיבת שירותי הייצור Intel Foundry Services כזרוע פעילות אסטרטגית אשר מובילה השקעות בהיקף של עשרות מיליארדי דולרים בארה"ב ובאירופה, הדבר ניתפש כאיום ישיר על קבלנית שירותי הייצור הגדולה בעולם, TSMC. זאת במיוחד לאור העובדה שמנכ"ל אינטל ומגבש האסטרטגיה, פט גלסינגר, הדגיש מספר פעמים את הכוונה של אינטל להיות ספקית שירותי ייצור מהמובילות בעולם.

הרעיון נראה בלתי סביר: מדוע שיצרנית שבבים מקורית המוכרת מעבדים שהיא פיתחה תמורת שולי רווח גבוהים מאוד, תעבור למודל עסקי של מתן שירותי ייצור, שבו שולי הרווח נמוכים בהרבה? גם המשקיעים לא התלהבו מהרעיון. בחודש מרץ 2021 נסחרה מניית החברה בנסד"ק ב-64 דולר. כיום היא נסחרת במחיר של כ-35.5 דולר בלבד, המעניק לה שווי שוק של 149 מיליארד דולר. אלא שביקור של Techtime במפעל Fab 34 החדש של אינטל באירלנד, מגלה שהסיבה העומדת מאחורי המודל העסקי החדש היא טכנולוגית, לא עסקית. ליתר דיוק: העלות העצומה של המעבר לתהליכי ייצור מתקדמים.

17 מיליארד אירו וחמש שנות הקמה

בשבוע שעבר אינטל חנכה את תחילת הייצור במפעל החדש, אשר ייצר מעבדים בטכנולוגיית Intel 4 הנחשבת למעין מקבילה של 7 ננומטר. הקמת המפעל החלה בשנת 2019 ודרשה השקעה של כ-17 מיליאר אירו. לשם השוואה, אינטל מפעילה באתר שליד דבלין עוד 3 מפעלי ייצור בטכנולוגיות ישנות שעלות הקמתם המשותפת היתה 13 מיליארד אירו בלבד. מדובר בקפיצת מדרגה בעלויות שכמעט ולא ניתן לעמוד בה. כך למשל על-פי הערכות בתעשייה, מפעל מהסוג הזה זקוק ל-10-20 מכונות ליתוגרפיה מסוג EUV ׁ(אולטרה סגול קיצוני). החברה היחידה בעולם המייצרת מערכות כאלה היא ASML ההולנדית, אשר מספקת אותן תמורת כ-200 מיליון דולר לכל מכונה.

בתוך פאב 34. העלויות גבוהות מדי. צילום: Intel
בתוך פאב 34. העלויות גבוהות מדי. צילום: Intel

לכך יש להוסיף חדר נקי שהוא גדול בהרבה מחדרים מקבילים בטכנולוגיות מיושנות יותר, חומרים כימיים חדשים לייצור טרנזיסטורי RibbonFET, פיתוח מערכות מטרולוגיה ייחודיות וחדר נקי ברמת דרישות מסדר גודל חדש לגמרי. חברה יחידה אשר צריכה להתמודד עם העלות הזאת עבור המוצרים שלה בלבד – לא תצליח למכור אותם במחיר המכסה את ההוצאה הזאת. זו כנראה הסיבה שכיום רק 3 חברות מנהלות תחרות על תהליכי הייצור המתקדמים: סמסונג, TSMC ואינטל. החברה העצמאית אחרונה שהשתתפה במירוץ הזה היתה Globalfoundries, שכבר ב-2018 הודיעה שהיא פורשת ממנו.

אינטל הולכת בעקבות סמסונג

חברת סמסונג הכירה מוקדם מאוד בקיומה של הבעיה הזאת, ופיתחה מודל עסקי הכולל ייצור שבבים פרי תכנון עצמי במקביל למתן שירותי ייצור לחברות מתחרות, כמו אפל וקואלקום לשם המחשה. יש חברות נוספות שאימצו את הגישה הזאת, למרות שהן לא נמצאות במירוץ לטכנולוגיות מתקדמות. חברת STMicroelectronics הצרפתית, למשל, מאזנת את עלויות הייצור שלה עם מתן שירותי ייצור לחברות כמו מובילאיי, שהיא מלקוחותיה הגדולים ביותר. למעשה, המהלך של אינטל משאיר את TSMC לבד במערכה: היא החברה היחידה שפועלת במודל עסקי נקי המבוסס על מתן שירותי ייצור בלבד. כיום כל המתחרות הגדולות של אינטל, כמו AMD ואנבידיה למשל, מייצרות את השבבים המתקדמים שלהן בחברת TSMC.

מכאן שהמודל העסקי של אינטל לא מאיים על TSMC, ואינטל אפילו לא מתכננת להתחרות ב-TSMC. למעשה היא מנסה לצמצם את הסיכון הכרוך בכניסה לתהליכי ייצור מתקדמים, מכיוון שזהו סיכון שהיא חייבת לקחת אם ברצונה להמשיך ולהוביל את שוק המעבדים. בטקס חנוכת המפעל שהתקיים בסוף השבוע באירלנד, סיפרה מנהלת הפיתוח הטכנולוגי באינטל, ד"ר אן קהלר, שהחברה כבר מפתחת ארבעה תהליכים חדשים: אינטל 3, אינטל 20A, אינטל 18A והתהליך המתקדם ביותר, Intel NEXT. קהלר: "המטרה שלנו היא להגיע לכטריליון טרנזיסטורים בשבב עד לשנת 2030".

ד"ר אן קהלר חושפת את מפת הדרכים של אינטל. צילום: Techtime
ד"ר אן קהלר חושפת את מפת הדרכים של אינטל. צילום: Techtime

ה-Chiplets דורשים רצפת ייצור פתוחה

מהפיכה הכלכלית נדחפת על-ידי גורם טכנולוגי נוסף הנכנס למשוואה הזאת: מעבר לרכיבי ענק היברידיים הכוללים מספר אריחים (Chiplets) שכל אחד מהם מיוצר בתהליך שונה. השינוי הזה מייצר מודל עסקי חדש. מעבד מודרני אינו מבוסס אך ורק על שבב CPU מתקדם, אלא על שבבים היקפיים משלימים מתוצרת חברות מתמחות ועל מצע מתקדם אשר יכול לקשר ביעילות מספר רב של אריחים. הדבר דומה לאופן שבו פועלת תעשיית תכנון השבבים: כל SoC כולל מודול ייחודי של היצרנית עם הערך המוסף המיוחד שלה, ועוד עשרות מודולי קניין רוחני (IP) מתוצרת חברות מתמחות, אשר תומכים בליבת השבב.

מכאן שהמעבר לרכיבים מרובי-אריחים מרחיב את המודל ה-IP אל רמת החומרה, ומשנה את אופי קווי הייצור. אפילו אינטל כבר נמצאת בעולם הזה: 75% משטח אריחי הסיליקון בשבב המעבד החדש שלה, Meteor Lake, מיוצר עבורה בחברת TSMC. רק 25% ממנו מיוצרים באינטל עצמה. השינוי הזה מחייב אותה לנהל רצפת ייצור פתוחה, אשר יודעת לקבל אריחים שיוצרו במקומות אחרים, יכולה לייצר אריחים מסוגים שונים ומאפשרת לשלב סיליקון זר בתוך הרכיבים שלה, ולהעביר סיליקון שלה אל תוך הרכיבים של חברות אחרות – אפילו של חברות מתחרות. נראה שאינטל בחרה לבנות את מודל הייצור הפתוח שלה באמצעות שילוב של פיתוח וייצור עצמיים, ביחד עם מתן שירותי ייצור לחברות אחרות.

המודל הסיני מגיע למערב

הלקח האחרון מהביקור בפאב 34 קשור למעמד של הממשלות בתעשיית השבבים. עלות התהליכים המתקדמים כל-כך גבוהה, שאפילו חברות כמו אינטל זקוקות לתמריצים ממשלתיים. לכן אירלנד וישראל כל-כך אטרקטיביות, לכן חוק השבבים האמריקאי דחף גל של הקמת מתקני ייצור בארה"ב, ולכן אינטל ממתינה לאישור של האיחוד האירופה לפני שלב בניית התשתיות הבא שלה: הקמת מפעל ייצור ווייפרים במגדבורג, גרמניה, והקמת מפעל הרכבות ובדיקות בוורוצלב, פולין. במובן מסויים, התעשייה העולמית מאמצת את מודל התמיכה הסיני: כסף ציבורי מועמד לרשות חברות הייצור, על-מת לייצר מקורות תעסוקה ולספק תמיכה בתעשייה המקומית הזקוקה לשבבים החדשים.

TSMC מקימה חברת ייצור שבבים אירופית

בתמונה למעלה: קו ייצור שבבים בחברת NXP

מפעל ייצור השבבים שחברת TSMC תכננה בעבר להקים באירופה יפעל במסגרת של חברה עצמאית חדשה בשם European Semiconductor Manufacturing Company – ESMC, אשר תספק שירותי ייצור שבבים (Foundry) מהעיר דרזדן, גרמניה. בשלב הראשון תתמקד חברת ESMC בהקמת מפעל לייצור שבבים. השבוע הודיעו TSMC, NXP, אינפיניאון ובוש על הסכם הקמת החברה החדשה, שבה תחזיק TSMC ב-70% מהמניות, ושאר השותפות יחזיקו ב-10% כל אחת.

תקציב ההקמה של המפעל נאמד בכ-10 מיליארד דולר. דירקטוריון TSMC אישר השבוע השקעה של כ-3.9 בחברת ESMC, כאשר שאר התקציב יגיע מהשותפות האחרות, מממשלת גרמניה, מהאיחוד האירופי ומהלוואות בנקאיות. בשלב הראשון יוקם קו ייצור בעל קיבולת של 40,000 פרוסות סיליקון בקוטר של 300 מ"מ (12 אינטש). הוא ייצר רכיבים בטכנולוגיית CMOS פלנארית בגודל של 22/28 ננומטר ורכיבים מתקדמים יותר המבוססים על טרנזיסטורי CMOS FinFET בגודל של 12/16 ננומטר.

הגנה על שרשרת האספקה של תעשיית הרכב הגרמנית

המפעל צפוי להעסיק כ-2,000 עובדים. חברת ESMC מתכננת להתחיל בהקמת המפעל במחצית השנייה של 2024 במטרה להגיע לייצור המוני לפני סוף 2027. יו"ר חיברת בוש, ד"ר סטיפן הרטונג, הסביר שהקמת החברה גם מסייעת בחיזוק תעשיית השבבים האירופית, וגם מבטיחה את שרשרת האספקה של תעשיית הרכב הגרמנית בתחום השבבים.

מדובר בקואליציה חזקה במיוחד: TSMC הטאיוואנית היא יצרנית השבבים הגדולה בעולם ובשנת 2022 הסתכמו מכירותיה בכ-91 מיליארד דולר. תאגיד התעשייה הגרמני בוש מעסיק 421,000 עובדים והגיע למכירות של 88 מיליארד דולר ב-2022. יצרנית השבבים הגרמנית איפניניאון מעסיקה 56,200 עובדים ומכירותיה בשנה שעברה הסתכמו בכ-14.2 מיליארד אירו. יצרנית השבבים ההולנדית NXP מעסיקה כ-34,500 עובדים. בשנת 2022 הסתכמו מכירותיה בכ-13.2 מיליארדדולר.

 

TSMC מגדילה את ההשקעה באריזונה ב-3.5 מיליארד דולר

הדירקטוריון של חברת TSMC הטאיוואנית החליט השבוע (יום ג') להגדיל את תקציב ההשקעה במתחם מפעלי הייצור בפניקס, אריזונה, בכ-3.5 מיליארד נוספים. בכך מגיעה ההשקעה בתשתית הייצור בארה"ב להיקף של כ-43.5 מיליארד דולר. במקביל, הדירקטוריון החליט להשקיע 7 מיליארד דולר נוספים בהגדלת קיבולת הייצור של תהליכים מתקדמים (פחות מ-7 ננומטר), פיתוח טכנולוגיות מיוחדות והשקעה נוספת בבינוי תשתיות ייצור. בסך הכל, מדובר בהשקעות חדשות בהיקף של כ-10.5 מיליארד דולר.

ההחלטה להקים מפעל ייצור בארה"ב התקבלה בעקבות קבלת חוק השבבים האמריקאי, אשר מיועד לעודד ייצור מקומי. החברה חתמה על הסכם עם הממשל האמריקאי להקמת מפעל ייצור שבבי 4 ננומטר (N4) אשר מיועד להתחיל בייצור המוני בשנת 2024. מיד לאחר מכן היא הרחיבה את הפרוייקט, ובדצמבר 2022 החלה בעבודות ההקמה של מפעל לייצור שבבי 3 ננומטר שיתחיל לעבוד במהלך 2026. שני המפעלים צפויים להעסיק כ-10,000 עובדים.

החברות אפל ו-AMD, שהן מלקוחותיה הבולטים של TSMC, כבר הודיעו כי ירכשו רכיבים אשר ייוצרו במפעלים החדשים באריזונה. להערכת TSMC, תפוקת הייצור של שני המפעלים ביחד תעמוד על כ-600 אלף פרוסות סיליקון בשנה. חברת TSMC היא מיצרניות השבבים הגדולות בעולם. החברה נסחרת בבורסת ניו יורק לפי שווי שוק של כ-455 מיליארד דולר, וברבעון האחרון של 2022 הסתכמו מכירותיה בכ-19.9 מיליארד דולר.

חוק השבבים (CHIPS Act) שאושר על-ידי הממשל האמריקאי בחודש אוגוסט 2022, מעניק תמיכה ממשלתית בהיקף של כ-52.7 מיליארד דולר לבניית תשתיות ייצור שבבים בארה”ב, ועוד 24 מיליארד דולר נוספים במתכונת של תמריצי מיסוי להקמת תשתית ייצור במדינה בעשר השנים הבאות. במקביל, אושר גם חוק המדע (Science Act) המעניק תקציב תמיכה של 170 מיליארד דולר למיזמי מחקר ופיתוח בתחום השבבים.

TSMC החלה בייצור המוני של שבבי 3 ננומטר

בתמונה למעלה: חזית פאב 18, שבו ייוצרו שבבי 3 ננומטר

חברת TSMC הטאיוואנית חנכה בסוף השבוע את קו הייצור החדש של שבבים בגיאומטריה של 3 ננומטר. קו הייצור פועל במפעל Fab 18 בדרום טאיוואן, אשר מתפקד כמפעל-על (GIGAFAB) וכולל קווי ייצור של שבבי 5 ננומטר ו-3 ננומטר. בסוף השבוע היא הודיעה שקו ייצור השבבים החדש נכנס בהצלחה לשלב הייצור ההמוני, והשיג את רמת התפוקה הנדרשת לפעילות מסחרית. להערכת החברה, בחמש השנים הקרובות ייוצרו מוצרי אלקטרוניקה בשווי כולל של 1.5 טריליון דולר באמצעות טכנלוגיית 3 ננומטר.

החדרים הנקיים בטכנולוגיה החדשה כפולים בשטחם בהשוואה לטכנולוגיה הקודמת. המתקן כולל 8 חדרים נקיים בשטח של 58,000 מ"ר כל אחד. להערכת החברה, היא ביצעה במתקן השקעה כוללת בהיקף של כ-60.5 מיליארד דולר. בהקמת המפעל הועסקו 23,500 פועלי בניין. התפעול השוטף דורש 11,300 עובדים.

בימים אלה החברה בונה מפעל ייצור נוסף לשבבי 3 ננומטר, הפעם באריזונה, ארה"ב. במקור, המפעל נועד לייצר שבבי 4 ננומטר החל מ-2024, אולם בתחילת דצמבר החליטה TSMC להרחיב את תכולת המפעל האמריקאי, ולהוסיף לו את טכנולוגיית 3 ננומטר החדשה. הקו הנוסף צפוי להתחיל בייצור המוני במהלך 2026. בסך הכל, ההשקעה בהקמת המפעכל באריזונה צפויה להסתכם בכ-40 מיליארד דולר – ההשקעה הזרה הגדולה בתולדות אריזונה ואחת מההשקעות הזרות הגדולות ביותר בתולדות ארה"ב.

כעת נערכת TSMC לשלב הבא: הקמת מפעל לשבבי 2 ננומטר בפארק המדע סינצ'ו שבמרכז טאיוואן. בשלב הזה היא גם מקימה באתר מרכז מחקר ופיתוח עבור הטכנולוגיה הזו, אשר יעסיק כ-8,000 חוקרים ואנשי פיתוח.

TSMC מקימה מפעל שבבים שני באריזונה

[בתמונה: אחד הפאבים של TSMC]

קבלנית הייצור הטאיוונית TSMC הודיעה השבוע כי החלה בהכנות להקמת מפעל נוסף לייצור שבבים באריזונה. המפעל, שצפוי להתחיל בפעילות הייצור ב-2026, יתמקד בייצור שבבים בגיאומטריה המתקדמת ביותר של 3 ננומטר. בימים אלה, TSMC נמצאת בשלבי הקמה של מפעל נוסף באריזונה, שיהיה הראשון של החברה בארצות הברית ויתמקד בייצור שבבי 4 ננומטר. ההשקעה הכוללת בהקמת שני המפעלים נאמדת ב-40 מיליארד דולר, והיא מהווה את אחת ההשקעות הישירות הגדולות ביותר שביצעה חברה זרה בארצות הברית.

שני המפעלים צפויים להעסיק כ-10,000 עובדים. אפל ו-AMD, מלקוחותיה הבולטים של TSMC, כבר הודיעו כי ירכשו שירותים מהמפעלים החדשים באריזונה. להערכת TSMC, תפוקת הייצור של שני המפעלים ביחד תעמוד על 600 אלף פרוסות סיליקון בשנה עבור מוצרים בשווי כולל של 40 מיליארד דולר בשנה. עוד הוסיפו ב-TSMC כי המפעלים הללו יפעלו לפי הסטנדרטים הסביבתיים הגבוהים ביותר.

הכנסותיה של TSMC ברבעון השלישי עמדו של 20.2 מיליארד דולר, צמיחה שנתית של 35.9%. מפילוח ההכנסות עולה כי 28% מכלל ההכנסות הגיעו משבבים שיוצרו ב-5 ננומטר, וכ-26% מייצור ב-7 ננומטר. ואולם, ברבעון הרביעי צופה TSMC קיפאון בפעילות העסקית, וזאת על רקע "היחלשות הביקוש בשווקי הקצה נחלש והמשך הצעדים בקרב הלקוחות להפחתת המלאים."

מנכ"ל אינטל מברך

ההשקעה המסיבית של TSMC באריזונה מצטרפת לתנופת הבנייה של יצרניות השבבים, שמשקיעות משאבי עתק בהרחבת יכולות הייצור, בעיקר בארצות הברית, מתוך ציפייה לעלייה מתמדת בביקוש לשבבים בשנים הקרובות. אינטל, שמפעילה כעת בצ'נדלר, אריזונה, 4 מפעלי ייצור, החלה בשנה שעברה בהקמת שני מפעלים נוספים, פאב-52 ופאב-62, בהשקעה כוללת של 30 מיליארד דולר (ביחד עם קרן ההשקעות Brookfield), וזאת כחלק מהאסטרטגיה שמוביל מנכ"ל החברה, פאט גלסינגר, להפוך את אינטל לקבלנית ייצור שבבים מובילה, שתתחרה בין היתר ב-TSMC. אינטל גם מתכוונת להקים מפעלי ייצור באוהיו ובגרמניה. גם מיקרון ו-TI מקימות מפעלי ייצור חדשים בארצות הברית.

בציוץ בטוויטר, התייחס מנכ"ל אינטל להקמת המפעל של TSMC באריזונה: "אנחנו מברכים את חברינו ב-TSMC לרגל השקת המפעל באריזונה. אנחנו מאמינים גדולים בתעשיית ייצור שבבים גלובלית מגוונת ובעלת חוסן." אינטל הקימה את המפעל הראשון שלה באריזונה בתחילת שנות השמונים של המאה הקודמת. "על רקע ההשקעות של אינטל, TSMC ואחרות – תושבי אריזונה יהיו חלק חשוב בעתידה של התעשייה." גלזינגר העריך באחרונה כי ההכנסות של יצרניות השבבים ב-2030 יגיעו לטריליון דולר, בהשוואה להכנסות מוערכות של כ-630 מיליארד דולר השנה.

אחד הזרזים שתורמים לכך שיצרנית השבבים משקיעות בביסוס יכולות ייצור בעיקר על אדמת ארצות הברית, הוא בין היתר חוק השבבים שאושר על ידי הממשל האמריקאי בחודש אוגוסט. החוק (CHIPS Act) מעניק תמיכה ממשלתית בהיקף של כ-52.7 מיליארד דולר לבניית תשתיות ייצור שבבים בארה”ב, ועוד 24 מיליארד דולר במתכונת של תמריצי מיסוי להקמת תשתית ייצור בארצות הברית בעשר השנים הבאות. במקביל, אושר גם חוק המדע (Science Act) המעניק תקציב תמיכה של 170 מיליארד דולר למיזמי מחקר ופיתוח בתחום השבבים. 

כלכלנית סינית בכירה ממליצה להשתלט על TSMC

"אם ארצות הברית תטיל על סין סנקציות כלכליות דומות לאלה שהיא מטילה על רוסיה, אנחנו צריכים לדרוש את טאיוואן. במיוחד כאשר אנחנו מדברים על ייצור ושרשרת אספקה, אנחנו צריכים להשתלט על חברות אשר שייכות בצדק לסין, כמו למשל TSMC". כך אמרה לפני כשבוע צ'ן וונלינג (Chen Wenling), כלכלנית סינית בכירה מקבוצת החשיבה CCIEE, אשר מייעצת לממשלת סין. הדברים פורסמו על-ידי האתר Business Insider על-פי תמליל מדיון שנערך ב-30 במאי 2022, במכון הכלכלי Chongyang הפועל במסגרת אוניברסיטת רנמין שבבייג'ינג.

לדבריה, "חברת TSMC מאיצה את המעבר שלה לארה"ב ומתכננת להקים בה שישה מפעלי ייצור חדשים. אסור לנו להרשות לה להשיג את היעד הזה. אנחנו צריכים לחטוף את TSMC, מכיוון שזו חברה שבמקורה שייכת לסין, ולהעביר אותה לידי סין". צ'ו ידיועה ככלכלנית אשר כופרת בטיעונים של הממשל האמריקאי על חוסר הדדיות בקשרי המסחר שבין סין לארה"ב. במאמר שהיא פירסמה במרץ 2021, היא טענה שלפי חישוביה ארה"ב מוכרת לסין סחורות בהיקף של כ-940 מיליארד דולר בשנה, בשעה שסין מוכרת לארה"ב סחורות בהיקף של כ-418 מיליארד דולר בשנה.

למרות שאין קשר בין העיצומים המוטלים על רוסיה עקב הפלישה לאוקראינה לבין מלחמת הסחר שבין סין וארה"ב, צ'ן מתייחסת אל שתי החזיתות כאל זירה אחת. "כאשר ארה"ב מתמקדת בדיכוי רוסיה וסין, אנחנו צריכים לתמוך ברוסיה בגלוי ובכל דרך אפשרית. למשל, כמו בתרגיל האווירי המשותף של סין ורוסיה. אני חושבת שאנחנו יכולים לעשות יותר בתחום המסחר. למשל באמצעות פרוייקטים כמו 'חגורת הדרכים', והתקרבות אל השותפות האירו-אסייתית (Great Eurasian Partnership) שפוטין הציע ליסד במאי 2022. אנחנו נקים חגורת הגנה כלכלית לאורך דרך המשי, אשר תבטיח לנו גם אנרגיה וגם מרחב הגנה ביטחוני.

סין חוששת ש-TSMC תעבור לארה"ב

לצ'ן וונלינג יש מעמד מיוחד בסין. לאורך השנים היא היתה חלק מהצוות שניסח את תוכניות החומש של המפלגה הקומוניסטית ואת הנאומים הכלכליים המרכזיים. היא כתבה את הדו"חות השנתיים של הממשלה לוועידת המפלגה, וניסחה ניירות עמדה כלכליים של הוועדה המרכזית של המפלגה. לכן ניתן להתייחס לדבריה כאל ביטוי עקיף של עמדה רשמית. למעשה, צ'ן מתייחסת בהרצאתה לידיעה שפורסמה ברויטרס בתחילת מאי 2022, שלפיה החברה מתכננת להקים שישה מפעלי ייצור שבבים בארה"ב. מכאן עולה טענתה ש-TSMC מתכנננת לעבור לארה"ב.

בינתיים אין אישוש לטענה הזאת. בימים אלה מקימה TSMC מפעל ייצור בפניקס, אריזונה, בהשקעה של כ-12 מיליארד דולר אשר צפוי להתחיל בייצור בשנת 2024. אומנם מנכ"ל החברה, C.C. Wei, אמר בשיחת ועידה עם אנליסטים ש-TSMC רכשה שטח גדול באריזונה שיספיק להקמת מספר מפעלים בעתיד, אולם החברה לא דיווחה אף פעם על תוכנית רשמית להקמת מפעלים נוספים בארה"ב. בחודש אפריל 2022 מסרה TSMC שהיא תשקיע 100 מיליארד דולר בשלוש השנים הבאות בהגדלת קיבולת הייצור, אולם לא מסרה היכן יהיו ההשקעות, ומה יהיה מרכיב המפעלים החדשים בתוכנית, בהשוואה למרכיב השדרוג של מפעלים קיימים.

סרטון מתורגם לאנגלית עם דבריה של צ'ן וונלינג:

TSMC תתחיל לייצר רכיבי 3 ננומטר ב-2022

TSMC Fab

ברבעון הראשון של 2022 צמחו המכירות של חברת TSMC בכ-36% והסתכמו בכ-17.6 מיליארד דולר. הטכנולוגיות החדשות היו מנוע הצמיחה המרכזי במהלך הרבעון: 30% מההכנסות היו מייצור שבבים בתהליך של 7 ננומטר, ו-20% הגיעו מייצור רכיבים ב-5 ננומטר. גם ברבעון השני המכירות צפויות להסתכם בכ-17.6. חברת אפל היא הלקוחה הגדולה ביותר של TSMC, ובהתאם לזאת הגיע תחום הסמארטפונים ל-40% מהמכירות, כאשר שבבים למחשבים חזקים (HPC) תפסו כ-41% מהמכירות. תעשיית הרכב היתה אחראית לכ-5% בלבד מהמכירות, תחום ה-IoT לכ-8% ומוצרי צריכה אלקטרוניים לכ-3% מהמכירות.

בשיחת הוועידה לפני שבוע, אמר מנכ"ל TSMC, סי.סי. ווי, שתהליך הייצור הבא של החברה, 3 ננומטר (N3), מבוסס על טרנזיסטורי FinFET ומתוכנן להיכנס לייצור במחצית השנייה של 2022. "אנחנו צופים שהוא ישמש לייצור רכיבים לסמארטפונים ולמחשבים חזקים. הלקוחות מביעים עניין גדול בתהליך החדש, ולהערכתנו בשנה הראשונה יתבצעו יותר הרצות ראשוניות (Tapeout) מאשר יצאו בשנה הראשונה של תהליכי N7 ו-N5". שנה מאוחר יותר, TSMC מתכננת להכניס לייצור את הגירסה המשופרת של התהליך, N3E. לדבריו החברה נמצאת בשלבים מתקדמים של פיתוח תהליך N2, אשר ייכנס לייצור במחצית השנייה של 2025.

TSMC מתקשה להשיג מכונות לייצור שבבים

הוא העריך שמנוע הצמיחה הגדול ביותר של החברה בשנים הבאות יהיה הייצור של רכיבים למחשבים חזקים, מכיוון שהדבר נובע מדרישה גוברת להגדלת ההקיבולת של מרכזי נתונים ותשתיות ענן. מהסיבה הזאת החברה גם צופה שהתהליכים המתקדמים יהיו מנוע הצמיחה שלה בשנים הבאות. יחד עם זאת, הוא הודה שהחברה מתמודדת מול קושי בהגדלת קיבולת הייצור, מכיוון שספקי ציוד הייצור שלה נתקלים בקושי לספק מערכות ייצור. "אנחנו עובדים בשיתוף פעולה איתם, ושלחנו צוותים שלנו אשר סייעו לזהות ולהשיג רכיבים אשר חסרים להם. למרות זאת, כושר הייצור שלנו לא יעמוד בשנת 2022 בהיקף הדרישה של הלקוחות".

יצרנית הרכב DENSO משקיעה במפעל השבבים היפני של TSMC

בתמונה למלעה: מצלמת רכב חדשה של DENSO לאור נראה ולקרינה אינפרה אדומה

חברת DENSO היפנית נכנסת כשותפה למפעל ייצור השבבים החדש שחברת TSMC מקימה ביפן. החברה תבצע השקעה בהיקף של 350 מיליון דולר ותקבל בתמורה כ-10% מהבעלות על המפעל. חברת DENSO נחשבת לאחת מיצרניות חלקי הרכב הגדולות. היא יצאה מחברת טויוטה המחזיקה כיום בכשליש ממניותיה, וכיום כ-50% ממכירותיה הן של תת-מערכות עבור המכוניות של טויוטה. המפעל מוקם עבור החברה החדשה, Japan Advanced Semiconductor Manufacturing – JASM, אשר הוקמה במשותף על-ידי סוני ועל-ידי TSMC. עבודות ההקמה מתוכננות להתחיל במהלך 2022, והייצור מתוכנן להתחיל בסוף 2024. 

במקור המפעל תוכנן לייצר שבבים בתהליכים של 22-28 ננומטר. חברת TSMC, שהיא בעלת המניות הגדולה ביותר בחברת JASM, דיווחה בשבוע שעבר שהיא תשדרג את הטכנולוגיה של המפעל ותכדיר אותו לייצור של טרנזיסטורי FinFET בתהליכים של 12-16 ננומטר. המפעל מתוכנן להגיע לקיבולת ייצור חודשית של 55,000 פרוסות סיליקון בקוטר של 300 מ"מ. סך כל ההשקעה במפעל תסתכם בכ-8.6 מילארד דולר, כאשר עיקר ההשקעה, בהיקף של כ-5.2 מיליארד דולר, הוא מענק של ממשלת יפן.

המפעל החדש מתוכנן להעסיק כ-1,700 עובדים. הוא ייצר רכיבים עבור סוני ועבור לקוחות אחרים. עם ההכרזה על הקמת החברה, הודיעה סוני שהשותפות תעניק לה מקור אספקה יציב ובטוח של רכיבים. נראה שזה היה גם השיקול שהינחה את DENSO. נשיא ומנכ"ל החברה, קוג'י ארימה, אמר שכניסת DENSO אל השותפות מבטיחה אספקה יציבה של רכיבים עבור תעשיית הרכב, "בעידן שבו חישמול ונהיגה אוטונומית הופכים את הרכיבים האלקטרוניים למרכיב מרכזי בתעשיית הרכב".

SEMI פרסם תקן הגנת-סייבר ראשון לציוד ייצור שבבים

בתמונה: ההכרזה על התקן החדש בכנס SEMICON שהתקיים בטאיוואן

ארגון SEMI, המאגד חברות מתעשיית הסמיקונדקטור העולמית, פרסם תקן ראשון מסוגו בתעשייה המפרט את דרישות אבטחת המידע עבור ציוד במפעלי שבבים, וזאת על רקע שורה של תקיפות סייבר שאירעו במפעלי שבבים בשנים האחרונות וחשפו את פרצות האבטחה שהן תוצר לוואי של השילוב הגובר בטכנולוגיות מקושרות בתוך הליבה התפעולית (OT).

המטרה של התקן היא להגדיר סטנדרט אחיד שיגביר את רמת האבטחה של המפעלים, ושל שרשרת האספקה, מפני פריצות סייבר, וירוסים וגניבת קניין רוחני. התקן, E187, כולל שורה של הנחיות הנוגעות להיבטים כמו איתור פרצות וחולשות במערכות הפעלה, פרוטוקולים להעברה בטוחה של מידע ברשתות תקשורת ושיתוף מידע, הגנה על ציוד קצה, וניטור רציף.

התקן גובש על ידי ועדת אבטחת הסייבר של SEMI בטאיוואן, על בסיס עבודת מטה של כוח משימה שהוקם ב-2018 בשיתוף SEMI וקבלנית הייצור הטאיוואנית TSMC, שבעצמה היתה נתונה למתקפות סייבר בשנים האחרונות.  בראש הוועדה המיוחדת של SEMI עומד ראש אבטחת המידע ב-TSMC ג'יימס טו. תפקידה של הוועדה כעת יהיה לקדם את אימוץ התקן בתעשייה, בין היתר באמצעות רגולציות והסמכות, מתוך מטרה כי מפרט הדרישות של E187 יהפוך להיות חלק אינטגרלי מפיתוח ציוד עבור תעשיית השבבים וכמסמך ייחוס בתהליכי רכש של ציוד עבור פאבים.

האיום הסיני העיר את התעשייה בטאיוואן

לא בכדי מי שמובילה את המאמץ להדק את רמת האבטחה בתעשייה היא TSMC, קבלנית הייצור הגדולה בעולם. סוגיית הסייבר ניצבת בראש סדר העדיפויות בקרב המגזר התעשייתי בטאיוואן, ובפרט בתעשיית השבבים המקומית, וזאת על רקע האיום הגובר למתקפות סייבר מצד שכנתה סין, שלוטשת עיניים לתעשיית השבבים הטאיוואנית. ב-2020 פרסמה חברת הסייבר הטאיוואנית CyCraft מסמך שבו נטען כי סין מנהלת קמפיין שיטתי ומתמשך, בחסות מדינתית, כנגד תעשיית השבבים המקומית, במטרה לגנוב קניין רוחני יקר ערך שיסייע במאמצים של סין לבנות תעשיית שבבים עצמאית.

מומחי הסייבר כינו את המתקפה Skeleton Key, על שם טכניקת הפריצה שבה נעשה שימוש לטענתם.  "המטרה המרכזית של המתקפות הללו היתה השגת מודיעין, בעיקר מסמכים על שבבים, ערכות פיתוח (SDK), תכנון שבבים וקוד מקור. מתקפות כאלה, אם יצליחו, יסבו נזק אדיר," נכתב במסמך. ב-CyCraft הזהירו כי השימוש ברשתות פרטיות (VPN), כחלק מהמעבר לעבודה-מרחוק בעקבות הסגרים שהוטלו בראשית המגפה, רק העצים את נקודות התורפה של התעשייה.

אחד הטריגרים למעורבות של TSMC בכוח המשימה של SEMI היה מתקפת סייבר כנגד קווי הייצור שלה, שהתרחשה באוגוסט 2018. בעקבות הפריצה, שלא יוחסה רשמית לסין, נאלצה TSMC להשבית שלושה מפעלים למשך שלושה ימים. הנזק הכספי היה ניכר ונאמד, לפי החברה, בכ-180 מיליון דולר – כ-2% מהכנסות החברה באותו רבעון.

תעשייה תחת מתקפה

ואולם, איום הסייבר אינו בעיה הנוגעת רק לחברות השבבים הטאיוואניות, והוא מטריד את כל התעשייה העולמית. כך למשל, בחודש יולי 2020 נאלצה קבלנית הייצור הבלגית X-Fab להשבית את מערכות המידע ואת קווי הייצור בכל ששת מפעליה בבלגיה, גרמניה, מלזיה וארצות הברית, לאחר שנפלה קורבן למתקפת סייבר מסוג כופרה.

איומי הסייבר הגוברים הפכו למציאות ממשית בעולם התעשייתי כולו, והם נובעים מהממשק הגובר בין המערכות התפעוליות (OT) לבין מערכות המידע והרשת החיצונית (IT), כחלק מהטרנספורמציה הדיגיטלית של תחום ה-Industry 4.0. הטכנולוגיות הללו מאפשרות שימוש במערכות חכמות יותר של אוטומציה, ניהול-מרחוק ואנליטיקה, אך גם חושפות את הרשת הפנימית בפני מתקפות מבחוץ. חלק מהחולשות נובעות משימוש במערכות הפעלה מיושנות ובתוכנות בעלות רמת אבטחה לקויה.

TSMC נכנסת לתחום ה-HPC

בתמונה למעלה: פאב-18 של TSMC המייצר רכיבים בתהליך של 5 ננומטר

תעשיית השבבים משנה את המוקד: מרכיבים דלי-הספק וחסכוניים, היא מתמקדת בפתרונות עתירי ביצועים ישמשו כליבת תשתיות הענק ומחשוב העל שיפעיל מערכות בינה מלאכותית. כעת מתברר שגם TSMC הטאיוואנית, שהיא קבלנית ייצור השבבים הגדולה בעולם, מצטרפת אל המהלך. החברה הכריזה על מותג חדש של פתרונות המיועדים למחשבי על ולמחשבים עתירי אשר יסומן באות X, קיצור של Extreme. מעתה כל תהליך, טכנולוגיית ייצור, או פרוטוקולים המסומנים באות X, מיועדים לפלח השוק החדש.

בכך היא מנסה להדביק את הפער מול מתחרות כמו סמסונג, אשר נמצאת בתחום הזה בעשור האחרון בזכות שיתוף פעולה עם מעבדות המחקר של יבמ. ההגדרה של TSMC למערכות עתירות ביצועים היא של מעבדים העובדים בהספקים של מאות ואטים, כולל עד 1000W במקרים קיצוניים, אשר יש בהם זיכרון SRAM בנפח של יותר מ-1Gb על-גבי השבב (SoC). "תחום ה-HPC הוא מגזר השוק בעל הצמיחה המהירה ביותר של TSMC", אמר מנהל הפיתוח העסקי של החברה, ד"ר קווין זאנג.

המהלך הראשון בפעילות החדשה הוא תהליך ייצור ייעודי של שבבים: חברת TSMC פיתחה גירסה חדשה של תהליך הייצור ב-5 ננומטר. התהליך החדש, N4X, הוא תהליך הייצור הייעודי הראשון שלה למחשבי HPC. למעשה, מדובר בגרסה נוספת של תהליך הייצור N4 אשר נכנס לייצור בשבועות האחרונים. תהליך N4 הוא תהליך ביניים אשר נועד לשפר את ביצועי טכנולוגיית 5 ננומטר (N5) של TSMC, אשר מיוצרת בפאב-18 בטאיוואן. תהליך הייצור החדש מיועד לספק רכיבים הפועלים בזרמים גבוהים ובמהירות שעון מקסימלית, הוא כולל שיפורים בשכבת המוליכים החשמליים שבגב הרכיב ושולבו בו טכנולוגיות בידוד וקיבוליות חדשות כדי להבטיח עמידה בביצועים בתנאים קשים.

ייצור המוני ב-2023

במתח עבודה של 1.2V, תהליך N4X מספק שיפור של 4% בביצועים בהשוואה לתהליך N4P ושיפור של 15% בביצועים בהשוואה לתהליך N5. הדימיון בין התהליכים השונים מאפשר ללקוחות להעביר את התכנון מ-N4P ל-N4X. להערכת TSMC, התהליך החדש ייכנס לייצור ראשוני במחצית הראשונה של 2023. תהליך הייצור החדש ישולב בטכנולוגיית המארזים 3DFabric שהחברה מפתחת, ואשר צפויה להיכנס לייצור במהלך שנת 2022.

טכנולוגיית 3DFabric פותחה באמצעות מאמץ רוחבי של חברת TSMC, שבמסגרתו היא ריכזה את כל הידע שלה בתחום מארזי השבבים והגדירה תהליך אשר מאפשר לייצר רכיבים תלת-מימדיים באמצעות צירוף פרוסות סיליקון נפרדות למערכים אופקיים ואנכיים (3D Packaging). לאחרונה גילה מנכ"ל החברה, סי.סי. וויי ( C.C. Wei) שבמהלך 2022 תהיה הטכנולוגיה בשלה לייצור המוני באמצעות חמישה מפעליי ייצור אשר יתעסקו אך ורק בייצור רכיבי 3DFabric.

המתיחות בין סין וטאיוואן היא "מלחמת שבבים" בהתהוות

בתמונה למעלה: קבוצת קרב ימית של הצי האמריקאי בתרגיל המשותף עם הודו, יפן ואוסטרליה. צילום: US DOD

בתחילת חודש אוקטובר הפתיעה סין את העולם כאשר החליטה לציין את יום השנה הלאומי באמצעות מטס של 149 מטוסי תקיפה אשר חלפו במבנה קרבי לאורך גבול המים הטריטוריאליים של טאיוואן, ועוררו בהלה באי העצמאי. סין מעולם לא הכירה בטאיוואן, אשר הפכה ליישות עצמאית בשנת 1949 כאשר הצבא הסיני הלאומי נמלט מהיבשת לאחר הנצחון הקומוניסטי בראשות מאו דזה דונג. עמדתה הרשמית היא שיש לאחד את טאיוואן עם סין, בדרכי שלום או בכוח. אלא שהמטס האחרון הזכיר לעולם שבניגוד לשנים הקודמות, הפעם סין מתקרבת במהירות לשלב שבו יש בכוחה לבצע מהלך צבאי.

אם בשנת 2000 העריכו במשרד ההגנה האמריקאי שהצבא הסיני הוא מיושן ולא מצוייד היטב, כיום ההערכות הן שונות. סין מייצרת מטוסי קרב מתקדמים, מערכות מידע ותקשורת ואפילו בנתה נושאות מטוסים והקימה צי גדול יותר מהצי האמריקאי. בראיון לעיתון פייננשל טיימס לפני שבוע, אמר מנהל תחום התוכנה לשעבר בפנטגון, ניקולאס צ'יילן, שסין עקפה את ארה"ב בתחום הבינה המלאכותית והיא צועדת בדרך להיות המובילה העולמית בתחום. "הדבר מסכן את ארה"ב. אין לנו שום סיכוי מול סין". צ'יילן התראיין לאחר שהתפטר מתפקידו במחאה על הקצב האיטי שבו נעשה הריענון הטכנולוגי של צבא ארה"ב.

היערכות למלחמה בהיקף זירתי

בעקבות המטס בתחילת החודש, הזהיר ראש ממשלת טאיוואן, שסין נערכת לפלישה צבאית, ובתוך 3-5 שנים תהיה לה יכולת מלאה לבצע את המהלך. גם חברת TSMC, שהיא יצרנית השבבים הגדולה בעולם, נאלצה להתייחס אל החרדה הגוברת. ביולי 2021, במסגרת שיחת הוועידה על תוצאות החברה, אמר יו"ר TSMC שמלחמה בטאיוואן תשבש את שרשרת האספקה של תעשיית השבבים. "אף אחד אינו רוצה בזה – פלישה סינית לטאיוואן תפגע בתעשיית השבבים העולמית".

לפי כל הסימנים, מלחמה בטאיוואן תהיה מלחמה זירתית בכל המרחב האוקיינוס השקט. יפן מאויימת מכוונות סין להשתלט על ים סין, הודו נערכת להתמודדות מול סין ובחודש ספטמבר 2021 חתמו ארה"ב, בריטניה ואוסטרליה על הסכם הגנה המיועד לייצב ברית בינלאומית לבלימת סין. כדי להסיר ספק, ארה"ב, אוסטרליה, הודו ויפן החלו באוגוסט 2021 בסדרת תרגילים צבאיים משותפים במפרץ בנגל וליד הפיליפינים, הכוללים אימונים בלוחמה ימית, תקיפות אוויריות, הפעלת נושאות מטוסים, לוחמה נגד צוללות ועוד.

קו ייצור שבבים בחברת TSMC. האם השתלטות על הנכס מצדיקה יציאה למלחמה?
קו ייצור שבבים בחברת TSMC. האם השתלטות על הנכס מצדיקה יציאה למלחמה?

כיצד ההתפתחויות האלה קשורות לעתיד תעשיית השבבים? בהרבה דרכים. להערכת חברת המחקר IC Insights, המתיחות הגוברת בים טאיוואן היא תוצאה של העיצומים שהטיל הממשל האמריקאי על חברות טכנולוגיות סיניות דוגמת וואווי ואפילו SMIC. "מלחמת הסחר דחפה את סין לשאול את עצמה כיצד היא תוכל להתחרות בתחומי האלקטרוניקה והשבבים, והתמונה המתבהרת היא שהמענה של סין לדילמה הוא איחוד עם טאיוואן".

היהלום שבכתר תעשיית השבבים

זו תהיה רעידת אדמה: טאיוואן ודרום מזרח אסיה הם הצומת המרכזית החשובה ביותר של תעשיית השבבים העולמית, המקבלת במהירות מעמד דומה לזה שהיה לנפט במאה ה-20. בטאיוואן מתגוררים 24 מיליון תושבים בלבד, אולם חשיבותה לתעשייה היא יוצאת דופן. לפי נתוני 2020, טאיוואן היתה המדינה שייצרה הכי הרבה שבבים בעולם, כאשר המשקל המשותף של תעשיות השבבים בסין ובטאיוואן היה 37% מכל ייצור השבבים בעולם – פי שלושה מהמשקל של ארצות הברית.

בעיקר בזכות TSMC, טאיוואן היא המובילה העולמית בייצור רכיבי IC (שבבים שאינם מעבדי CPU) בטכנולוגיות מתקדמות, ואחראית ל-63% מהייצור של שבבים בעלי רוחב צומת קטן מ-10 ננומטר. שאר ה-37% מיוצרים בקוריאה על-ידי סמסונג. טאיוואן מחזיקה ב-22% מהייצור העולמי של רכיבי IC בפרוסות סיליקון של 300 מ"מ, ומדורגת רק אחרי קוריאה האחראית לכ-25% מהייצור העולמי שלהם. בצפון אמריקה, לשם המחשה, מיוצרים רק 11% מהשבבים האלה.

התעשייה הטאיוואנית היא מאוד פטריוטית: 90% ממפעלי ייצור השבבים נמצאים בבעלות חברות טאיוואניות. המפעלים בבעלות זרה הנמצאים בטאיוואן הם רק מפעל קטן של 150 מ"מ בבעלות חברת Diodes ושני מפעלי 300 מ"מ של Micron המייצרים זכרונות DRAM. אולם הנתונים האלה מגמדים את ההשפעה המרכזית של טאיוואן על התעשייה העולמית: כ-80% ממפעלי ייצור השבבים בטאיוואן נמצאים בידי חברות המספקות שירותי ייצור שבבים. להערכת IC Insights, קבלניות הייצור המקומיות, שהן חברות כמו TSMC, UMC, Powerchip, Vanguard ועוד, אחראיות ב-2021 לכ-80% מהייצור העולמי בקבלנות משנה (pure-play foundry).

סין תספוג נזקים לטווח קצר בלבד

הסיכום של IC Insights מבהיל: "בשורה התחתונה – אין כיום מקום שהוא יותר חשוב מטאיוואן בתחום ייצור רכיבי IC.  סין לא מצליחה לייצר שבבים מתקדמים עבור מערכות האלקטרוניקה שלה, והיא מאמינה שתוכל לפתור את הבעיה הזאת רק באמצעות איחוד עם טאיוואן – שייעשה בכל אמצעי שיידרש. בטווח הקרוב, השתלטות צבאית על טאיוואן תפגע בכלכלות של סין ושל טאיוואן. השאלה היא מה הנזק שסין מוכנה לספוג כדי להבטיח שליטה מוחלטת וארוכת שנים בתעשיית השבבים העולמית".

צריך לזכור שעדיין אין פעולות איבה בטאיוואן. למרות ש-IC Insights נחשבת לחברה אמינה מאוד בתחום נתוני השוק של תעשיית השבבים, היא לא נחשבת למומחית בגיאופוליטיקה. היא גם לא מספקת מידע על המקורות שהביאו אותה למסקנות הקודרות שפירסמה השבוע. יחד עם זאת, היא מבטאת חששות כבדים המקננים בקרב רבים. לא בטוח שתעשיית השבבים היא הגורם שיעמוד מאחורי מלחמה בטאיוואן – אבל אם תפרוץ מלחמה – היא תשנה מן היסוד את תעשיית השבבים העולמית.

ספינת טילים אמריקאית מול חופי טאיוואן. אוגוסט 2021. מבחינת ארה"ב פלישה לטאיוואן היא אסון לאומי
ספינת טילים אמריקאית מול חופי טאיוואן. אוגוסט 2021. מבחינת ארה"ב פלישה לטאיוואן היא אסון לאומי

חברת TSMC תייצר שבבי 3 ננומטר עבור אינטל ואפל

בתמונה למעלה: קו ייצור שבבים בחברת TSMC. מקור: Taiwan Semiconductor Manufacturing Co.

חברת אינטל (Intel) וחברת אפל (Apple) צפויות להיות החברות הראשונות שיוציאו לשוק שבבים אשר ייוצרו על-ידי TSMC הטאיוואנית בתהליך ייצור של 3 ננומטר. כך דיווח בסוף השבוע העיתון Nikkei Asia. העיתון מסר ששתי החברות מבצעות כעת בדיקות של התהליך במפעל של TSMC, כאשר אינטל מתכננת לייצר באמצעותו מעבדים עבור הדור הבא של מחשבים ניידים ומרכזי נתונים, ואילו חברת אפל מעוניינת לייצר מעבדים עבור טאבלטים חדשים ממשפחת iPad.

ככל הנראה הייצור ההמוני עבור שתי החברות יתחיל בשנה הבאה. בחודש שעבר הודיעה TSMC שהיא תתחיל בייצור המוני של שבבי 3 ננומטר (N3) במחצית השנייה של שנת 2022. הטכנולוגיה החדשה תתבסס על טרנזיסטורים מסוג FinFET. בהשוואה לתהליך של 5 ננומטר (N5), היא תספק שיפור של 15% בביצועים, חיסכון של 30% בצריכת ההספק, ושיפור של 70% ברמת הצפיפות של הטרנזיסטורים בשבב. לפי ההערכות, השבבים המיועדים לטלפונים החדשים של אפל (iPhone) ייוצרו על-ידי TSMC בתהליך של 4 ננומטר (N4), המהווה למעשה שיפור של תהליך 5 ננומטר הקיים. לפי ההערכות, TSMC צפויה להתחיל בייצור ניסיוני של שבבי 4 ננומטר לקראת סוף 2021, ולהתחיל בייצור סדרתי במהלך 2022.

עד לאחרונה החזיקה אינטל באסטרטגיית ייצור עצמית שלפיה רק היא מייצרת את השבבים שהיא מפתחת ומוכרת. אולם הקשיים של אינטל בפיתוח טכנולוגיות ייצור קטנות יותר מ-10 ננומטר מאלצים אותה לעבוד עם קבלני ייצור המשלימים את יכולת הייצור שלה. בחודש אוקטובר 2020 הודיעה אינטל על דחייה נוספת בהשקת מעבדי 7 ננומטר לשנת 2023. הדחייה הציבה אותה בפיגור משמעותי לעומת המתחרות העיקריות, AMD ואנבידיה, שכבר הוציאו לשוק מעבדים המיוצרים בגיאומטריה של 7 ננומטר.

בחודש מרץ 2021 הכריז מנכ"ל אינטל, פט גלסינגר, על אסטרטגיית IDM 2.0 המבוססת על שלושה מרכיבים: ייצור עצמי במפעלי החברה, ייצור מוצרים של אינטל אצל קבלניות ייצור חיצוניות, ומתן שירותי ייצור ללקוחות צד שלישי. במסגרת הזאת הוא אמר שאינטל תשתף פעולה עם TSMC בייצור מעבדים למחשבי קצה ושרתים, ובמקרה הצורך גם בשירותי הייצור של Globalfoundries ו-UMC. גלסינגר: "המטרה היא לספק ללקוחות מוצרים מובילים בלא קשר לשאלה היכן הם מיוצרים". לאחרונה דיווחה סוכנות בלומברג ש-TSMC מוכנה להעמיד לרשות אינטל מפעל שהיא מקימה בעיר Baoshan, שיעסיק כ-8,000 עובדים.

TSMC תשקיע 120 מיליארד דולר בתשתיות ייצור

בשלוש השנים הבאות תשקיע חברת TSMC הטאיוואנית כ-30 מיליארד דולר בשנה בבניית יכולת ייצור בטכנולוגיות חדשות, בהן טכנולוגיתו ייעודיות לתעשיית השבבים, טכנולוגיות לשבבים תלת מימדיים והבאה לייצור המוני של רכיבים בתהליך ייצור של 3 ננומטר. כך גילה היום (ד') מנכ"ל חברת TSMC, ד"ר סי.סי. וויי (בתמונה למעלה), בכנס הטכנולוגיה השנתי של החברה. מדובר בהשקעה הגדולה ביותר בתעשיית השבבים המתבצעת על-ידי חברה פרטית. חברת TSMC היא קבלנית ייצור השבבים הגדולה בעולם. היא מעסיקה 57,000 עובדים ובשנת 2020 הסתכמו מכירותיה בכ-47.7 מיליארד דולר – יותר מ-10% מכלל המכירות של תעשיית השבבים העולמית.

בהרצאת המבוא שלו תאר ד"ר וויי סדרת מהלכים רחבי היקף ש-STMC מתכננת לבצע בשלוש השנים אשר תהיה להם השפעה עמוקה על כל תעשיית השבבים העולמית. וויי: "הרבה אנשים הספידו את חוק מור, אולם אנחנו ממשיכים לשמור על תוקפו. כעת אנחנו נמצאים בתהליך מעבר מייצור המוני בגיאומטריה של 7 ננומטר לייצור בגיאומטריה של 5 ננומטר, ובקרוב אנחנו ניכנס לייצור המוני בגיאומטריה של 3 ננומטר. כל דור כזה משפר את היעילות ומפחית את צריכת האנרגיה של הרכיבים.

"המעבר מתהליך של 7 ננומטר (N7) לתהליך של 5 ננומטר (N5) מספק מהירות עבודה גבוהה יותר ב-15%, חסכון של 30% בצריכת האנרגיה של השבבים והגדלה של 80% ברמת הצפיפות של המעגלים הלוגיים. המעבר מ-5 ננומטר לתהליך של 3 ננומטר (N3) ייתן יתרונות דומים: מהירות גבוהה ב-15%, חסכון של 30% בצריכת האנרגיה והגדלה נוספת של הצפיפות ב-70%". לדבריו, מפעל הייצור שהחברה מקימה כעת באריזונה, ארה"ב ייצר שבבי 5 ננומטר, כאשר החברה מתכננת להציג תחילת ייצור של 3 ננומטר כבר בסוף שנת 2022.

שימור חוק מור ברמת המארז

במקביל למאמץ האנכי במזעור השבבים, חברת TSMC מבצעת גם מהלך רוחבי: היא ביצעה שיפור של טכנולוגיית ה-7 ננומטר הקיימת והכריזה על תהליך N6RF, אשר פותח לצורך ייצור רכיבי תקשורת אלחוטיים הנדרשים במערכות ובאבזרים המקושרים אל תשתיות הדור החמישי (5G) ומערכות תקשורת אלחוטיות בתקני Wi-Fi 6/6E. במקביל, היא מפתחת גרסה חדשה של טכנולוגיית 5 ננומטר, בשם N5A, המיועדת ארך ורק לייצור רכיבים עבור תעשיית הרכב ועומדת בדרישות המיוחדות של תעשיית הרכב.

מאמץ רוחבי אחר הוא בתחום המארזים, חברת TSMC השלימה לאחרונה תהליך שבו היא ריכזה את כל הידע שלה בתחום מארזי השבבים והגדירה טכנולוגיית מארזים בשם 3DFabric, אשר מאפשרת לה לייצר רכיבים תלת-מימדיים באמצעות צירוף פרוסות סיליקון נפרדות למערכים אופקיים ואנכיים (3D Packaging). לדברי וויי, במהלך 2022 יהיו כל הטכנולוגיות האלה מוכנות לייצור המוני באמצעות חמישה מפעליי ייצור אשר יתעסקו אר ורק בייצור רכיבי 3DFabric.

TSMC מציעה להעמיד לרשותה של אינטל מפעל ייצור ב-4 ננומטר

בתמונה למעלה: פאב-18 של חברת TSMC

רשת בלומברג מדווחת שאינטל מנהלת מגעים עם קבלניות ייצור השבבים TSMC וסמסונג, לגבי ייצור חלק ממוצריה המתקדמים ביותר. כזכור, אינטל הודיעה באוקטובר על דחייה נוספת בהשקת מעבדי 7 ננומטר לשנת 2023, בשל עיכובים בפיתוח תהליך הייצור. הדחייה הציבה את אינטל בפיגור משמעותי לעומת מתחרותיה העיקריות בתחום המעבדים, AMD ואנבידיה, שכבר הוציאו לשוק מעבדים המיוצרים בגיאומטריה של 7 ננומטר. מאינטל נמסר ל-Techtime ש"החברה לא מגיבה לשמועות או ספקולציות".

ראוי לציין שאינטל נעזרת זמן רב בהיקף מוגבל של שירותי ייצור חיצוניים. כך למשל באוקטובר 2020 היא הכריזה על תחילת הייצור של המעבד הגרפי Xe-HPG, אשר מיוצר ב-TSMC. אינטל עדיין מתלבטת אם להוציא לפועל את המהלך שיסייע לה להדביק את הפער, או להמתין לשיפורים בתהליכי הייצור שלה עצמה. החברות TSMC וסמסונג הן שתי קבלניות הייצור היחידות בעולם המייצרות שבבים בגיאומטריה של 7 ננומטר. כיום הן מפתחות תהליכי ייצור בגיאומטריות זעירות יותר, כמו 5 ננומטר ו-3 ננומטר.

בידיעה נמסר ש-TSMC מציעה לאינטל קווי ייצור של 4 ננומטר, שהוא תהליך שהיא חשפה ביוני 2020 אשר מהווה שלב ביניים וכולל שיפורים בטכנולוגיית 5 ננומטר. החברה צפויה להתחיל בייצור ניסיוני של שבבי 4 ננומטר לקראת סוף 2021, ולהתחיל בייצור סדרתי במהלך 2022. במידה ואכן אינטל תבחר ב-TSMC, קבלנית הייצור הטאיוואנית מוכנה להעמיד לרשותה של אינטל את הקומפלקס החדש שהיא מקימה בעיר Baoshan, שיעסיק כ-8,000 מהנדסים ויכלול גם מרכז פיתוח.

אינטל תמשיך לייצר שבבים. שוקלת ייצור זמני אצל קבלני משנה

אולם אינטל אינה מתכננת לבצע מהפך במודל העסקי שלה. מנכ"ל אינטל, בוב סוואן, הבהיר במהלך הכנס הטכנולוגי של קרדיט סוויס שהתקיים בדצמבר 2020, שאינטל תמשיך להיות יצרנית בעלת קווי ייצור (IDM). סוואן: "אנחנו נשקיע בטכנולוגיות ייצור של 7 ננומטר, של 5 ננומטר ושל 3 ננומטר. מהבחינה הזאת, מפת הדרכים שלנו מאוד ברורה עד לשנת 2024". הוא הבהיר שהחברה בוחנת ייצור זמני של חלק ממעבדי ה-CPU שלה אצל קבלני משנה, כדי לשמור על קצב קבוע של הבאת מוצרים חדשים לשוק.

המהלכים שאינטל תנקוט ייקבעו על-פי שלושה קריטריונים מרכזיים. סוואן: "יש לנו מוצרים חדשים טובים ואנחנו צריכים לוודא שהם יגיעו ללקוחות ב-2023. שנית, אנחנו מבצעים הערכה שוטפת של טכנולוגיית התהליך שלנו והערכה שוטפת של טכנולוגיות התהליך של אחרים, ובודקים מהי ההשפעה שלהן על ביצועי המוצרים שנספק ללקוחות בתקופה הזאת, ושלישית, מה הן ההשלכות הכלכליות של ייצור עצמי או ייצור אצל קבלני משנה של המוצרים הספציפיים".

מכיוון שמדובר במעבדי CPU שייצאו לשוק בשנת 2023, מדובר בייצור חיצוני בטכנולוגיה מתקדמת. סוואן הבהיר שההחלטה הסופית צריכה להתקבל ממש בשבועות הקרובים: "ההחלטה תושפע מקיבולת הייצור שאנחנו והאחרים יוכלו להקצות לשנת 2023, ופירוש הדבר שהיא תתקבל במהלך הרבעון הראשון של 2021, בסביבות ינואר".

קר גידור נכנסת לתמונה

הסוגיה הזאת קיבלה תהודה רבה לפני כשבועיים, כאשר מנכ"ל קרן הגידור הניו-יורקית Third Point LLC (שרכשה מניות אינטל בסכום של כמיליארד דולר), עומר אישראק, שלח מכתב ליו"ר אינטל ובו דרש מאינטל לנקוט צעדים מיידיים על-מנת להשיב את החברה למעמדה המוביל בתחום המעבדים למחשבי PC ולמרכזי נתונים. בין השאר הוא מציע לחברה לעבור למודל של חברת fabless, בדומה לחברות כמו AMD, קואלקום ואנבידיה, אשר השבבים שלהן מיוצרים באמצעות קבלניות ייצור חיצוניות.

5 ננומטר מהווה כבר 8% מהכנסות TSMC

קבלנית הייצור הטאיוואנית TSMC ממשיכה לבסס את עליונותה הכמעט בלתי מעורערת בתהליכי הייצור המתקדמים. דו"ח החברה לרבעון השלישי, שפורסם בסוף השבוע שעבר, מגלה כי הכנסותיה מהתהליכים המתקדמים (16 ננומטר ומטה) מהווים כבר 61% מכלל הכנסות החברה, בהשוואה ל-54% ברבעון הקודם. שירותי הייצור ב-7 ננומטר מהווים יותר משליש (35%) ואילו שירותי הייצור ב-5 ננומטר, ש-TSMC החלה להציע רק בחודשים האחרונים, מהווה כבר 8% מההכנסות.

מלבד סמסונג, TSMC היא קבלנית הייצור היחידה המציעה שירותי ייצור בגיאומטריות של 7 ננומטר ומטה, והודות לכך היא נהנית מיתרון טכנולוגי מובהק בייחוד בתחומים הצומחים של מחשוב עתיר-ביצועים (HPC) ודור חמישי, שבהם נעשה שימוש הולך וגובר בתהליכי הייצור הללו והם הופכים להיות מנועי הצמיחה הראשיים של TSMC. ואמנם, הכנסות החברה ברבעון השלישי של 2020 הסתכמו ב-12.1 מיליארד דולר, צמיחה של 16.9% בהשוואה לרבעון השני. ברבעון הבא צופה החברה עלייה של 3.4% בהכנסות להיקף של 12.4-12.7 מיליארד דולר, ובסך הכול הכנסותיה ב-2020 צפויות להיות גבוהות בכ-30% בהשוואה ל-2019.

בהיותה קבלנית הייצור (foundry) הגדולה בעולם, המספקת שירותי ייצור לחברות השבבים הגדולות בעולם כמו אנבידיה, AMD ואפל, ביצועיה של TSMC מהווים סימן מעודד עבור שוק הסמיקונדקטור כולו לקראת הדו"חות הרבעוניים שצפויים להתפרסם בשבועות הקרובים.  

תמהיל ההכנסות לפי שוקי-קצה משקף את מגמות המקרו בשוק: על רקע השקת מכשירי הדור החמישי הראשונים של אפל, ההכנסות משוק הסמארטפונים עלו ב-12%, והוא מהווה את שוק היעד הגדול ביותר ואחראי לכ-46% מהמכירות. תחום המחשוב עתיר-ביצועים רשם עלייה של 25% ומהווה 37% מסך הכנסות החברה.  תחום ה-IoT עלה ב-23% ומהווה 9% מכלל ההכנסות. מנגד, ההתדרדרות בשוק הרכב נמשכת, וברבעון השלישי הכנסותיה של TSMC משוק האוטומוטיב ירדו ב-23% ומהוות כעת רק 2% מכלל ההכנסות.

בשיחת הוועידה לאחר פרסום הדו"ח אמר מנכ"ל TSMC סי. סי. וואיי (C.C Wei) כי משבר הקורונה מאיץ תהליכים של טרנספורמציה דיגיטלית. "יישומי HPC ודור חמישי מגדילים את תכולת המוליכים-למחצה. אנחנו מעריכים כי שוק השמיקונדקטור יצמח השנה סביב 5% ואילו שוק קבלנות הייצור (foundry) יצמח בכ-20%. היתרון הטכנולוגי שלנו איפשר לנו למנף את המגמות הגדולות של מחשוב עתיר-ביצועים ודור חמישי."

מנכ"ל TSMC: "במחצית 2022 נתחיל בייצור המוני של 3 ננומטר"

בתמונה למעלה: מנכ"ל TSMC העולמית, וויי. מזעור המארז הוא חלק בלתי נפרד מתהליך מזעור השבבים

חברת TSMC מרחיבה את היקף הייצור בטכנולוגיות חדשות ונערכת לייצור סדרתי של רכיבים בטכנולוגיות 5 ננומטר ו-3 ננומטר. כך גילה היום (ג') מנכ"ל TSMC העולמית, סי.סי. וויי ( C.C. Wei) במהלך המפגש השנתי המקוון הראשון של החברה באירופה. לדבריו, החברה כבר ייצרה יותר ממיליארד רכיבים בתהליך N7 ברוחב צומת של 7 ננומטר, וכרגע היא מתחילה בייצור ההמוני של טכנולוגיית 5 ננומטר בפאב-18 בטאיוואן, המעסיק כ-9,000 עובדים.

הפאב הזה גם ייצר את הרכיבים החדשים של חברת NXP המיועדים לתעשיית הרכב, אשר ייוצרו בתהליך של 5 ננומטר. במקביל, החברה נמצאת בשלבי הסיום של תהליך ביניים ברוחב צומת של 4 ננומטר (N4) אשר מיועד להכנס לייצור המוני ברבעון האחרון של 2021. לדברי ווי, TSMC נחושה לשמור על מעמד מוביל בתחום טכנולוגיות הייצור ומתכננת להתחיל את הייצור ההמוני של רכיבים בטכנולוגיית 3 ננומטר כבר במחצית השנייה של שנת 2022.

תהליכי הייצור המתקדמים הפכו למנוע צמיחה

האסטרטגיה הזאת הוכיחה את עצמה: ברבעון השני של 2020 צמחו המכירות של TSMC בכ-34% והסתכמו בכ-10.4 מיליארד דולר. בתקופה הזאת היה אחראי תהליך ה-7 ננומטר לכ-36% מההכנסות, ותהליך ה-16 ננומטר לכ-18% מההכנסות. החברה מגדירה את כל התהליכים הקטנים מ-16 ננומטר (כולל) בשם Advanced Technologies, ומסרה שהם היו אחראים לכ-54% ממכירותיה ברבעון. החברה צופה להמשיך בצמיחה, ולהגיע ברבעון השלישי להיקף מכירות של 11.2-11.5 מיליארד דולר.

פאב-18 של TSMC המייצר רכיבים בתהליך של 5 ננומטר
פאב-18 של TSMC המייצר רכיבים בתהליך של 5 ננומטר

מעניין לציין ש-TSMC בחרה להציג את חברת DSPG הישראלית כלקוח לדוגמא, לצד החברות האירופיות NXP, STMicroelectronics ו-AMS האוסטרית. במסגרת הזאת הודיעה TSMC שהיא מייצרת את שבבי SmartVoice של DSPG הכוללים מודולי בינה מלאכותית ומיוצרים בתהליך של 22 ננומטר. אלא שתהליך הפיתוח של טכנולוגיות חדשות אינו מתמצה במיזעור גודל השבבים. וויי סיפר שהחברה פיתחה תהליך ייצור חדש בשם N12e עבור רכיבים חסכוניים מאוד בהספק.

תהליך N12e מיועד בעיקר ליישומי IoT ולשימוש במוצרים המתחברים אל רשתות 5G ויחליף את תהליך 22ULL (שבו מיוצרים רכיבי העיבוד הקולי של DSPG). הוא מבוסס על שיפור של תהליך הייצור של טרנזיסטורי FinFET בגיאומטריה של 16 ננומטר, ומספק שיפור של 76% בצפיפות ושל 55% בצריכת ההספק.

TSMC נכנסת לזירת המארזים

וויי: "היכולת לבנות מארזים ורכיבים תלת-מימדיים הפכה לחלק בלתי נפרד מתהליך המיזעור בתעשיית השבבים. אנחנו מפתחים כעת טכנולוגיות שונות המאפשרות לחבר פרוסות סיליקון שונות במבנים תלת-מימדיים, ואיחדנו את כל הפעילויות האלה תחת מנגנון אחד הנקרא 3DFabric". המותג החדש כולל טכנולוגיות אריזה תלת-מימדיות שונות שפותחו בחברה, בהן: Chip-on-Wafer-on-Substrate, Integrated Fan Out, Chip on Wafer ו-Wafer-on-Wafer.

במהלך הזה TSMC מוכיחה שהיא לא זונחת את הציר השני של התחרות, המובל כיום על-ידי אינטל וסמסונג, של מארזים מתקדמים וצפופים מאוד. בסך הכל, ההשקעות בציוד ובתהליכי ייצור חדשים צפויות להסתכם בכ-16-17 מיליארד דולר בשנת 2020 כולה. וויי: "ההצלחה שלנו מבוססת על האמון של הלקוחות, ולכן לעולם לא נתחרה בהם".

מחדל ה-7 ננומטר של חברת אינטל

בתמונה למעלה: מנכ"ל אינטל, בוב סוואן. "גילינו  תקלה בתהליך הייצור"

הדו"ח הרבעוני של אינטל שפורסם בסוף השבוע נראה מצויין יחסית לשנת הקורונה: עלייה של 19.5% במכירות בהשוואה לרבעון המקביל אשתקד, להיקף של כ-19.7 מיליארד דולר ותחזית מכירות שנתית של 75 מיליארד דולר בהשוואה לתוצאות שיא של 72 מיליארד דולר בשנת 2019 כולה. אומנם היו תחומים שנפגעו קשה מהמשבר הגלובלי, כמו ירידה של 32% במכירות מוצרי IoT ו-27% במוצרים של מובילאיי, אולם בתחומי המפתח הגדולים, החברה הפגינה צמיחה מרשימה: עלייה של 7% במכירת מעבדי PC  להיקף של 9.5 מיליארד דולר, ועלייה מרשימה של 43% במכירות לשוק מרכזי הנתונים, להיקף של 7.1 מיליארד דולר.

המעבר ל-7 ננומטר נדחה שנית

אלא שמיד לאחר פרסום הדו"ח צנחה מניית אינטל בנסד"ק ביותר מ-16%, כאשר מניית AMD, המתחרה המרכזית שלה בתחום המעבדים, מזנקת ביותר מ-13% ומניית TSMC מזנקת בכ-8.6%. מאחורי התופעה הזאת עומד כשלון גדול מאוד: אובדן ההובלה הטכנולוגית בתהליכי ייצור שבבים, אשר מעכב את כניסתה לטכנולוגיית ייצור חדשה ברוחב צומת של 7 ננומטר, ושולח אותה להזמין ייצור אצל קבלני משנה. מדובר בשני תחומי הדגל של החברה: ייצור עצמי וטכנולוגיית תהליך מובילה היו שני הגורמים המרכזיים שבזכותם היא שמרה כמעט 30 שנה ברציפות על מעמד יצרנית השבבים הגדולה בעולם.

מניית אינטל בנסד"ק בשבוע האחרון. מקור: yahoo!finance
מניית אינטל בנסד"ק בשבוע האחרון. מקור: yahoo!finance

כואב במיוחד הוא הכישלון בתחום טכנולוגיית הייצור החדשה. מנכ"ל אינטל, בוב סוואן, פירסם ביחד עם הדו"ח הצהרה מיוחדת שבה הסביר שמפת הדרכים של אינטל בתחום ה-7 ננומטר מתעכבת ב-12 חודשים, ושהיא נדחית בחצי שנה נוספת. סוואן: "אנחנו רואים תזוזה של 6 חודשים באספקת מעבדי CPU מבוססי 7 ננומטר ביחס לתחזית האחרונה. גילינו תקלה בתהליך שפגעה בתפוקה, זיהינו את שורשיה ואנחנו מאמינים שלא יהיו מכשולים נוספים. כעת אנחנו מעריכים שמעבדי ה-PC הראשונים בתהליך 7 ננומטר ייצאו לשוק בסוף 2022 או בתחילת 2023, ומעבדי השרתים ייצאו לשוק במחצית הראשונה של 2023".

מדובר בפיגור לא אופייני לאינטל: חברת TSMC, לשם המחשה, נמצאת עמוק בטכנולוגיה החדשה. היא משמשת לייצור מעבדים של אנבידיה ושל AMD, וכבר היתה אחראית ליותר משליש מהכנסות החברה (36%) ברבעון השני 2020. גם סמסונג החלה בייצור שבבי 7 ננומטר, ושתי החברות האסיאתיות מתחרות כיום מי תהיה הראשונה שתייצר שבבים בטכנולוגיית 5 ננומטר. בינתיים נראה שסמסונג ו-TSMC הן שתי החברות היחידות הפעילות ב-5 ננומטר וצפויות לחלוש באופן בלעדי על השוק הזה.

תפנית אסטרטגית בתחום הייצור העצמי

סוואן הודה שייתכן שהחברה לא תעמוד ביעד: "ביצענו השקעה בתוכניות מגירה להתמודדות עם אי-ודאויות נוספות במועדי הייצור". וכאן סוגיית ה-7 ננמוטר הופכת חלק מבעיה רחבה יותר, של מחסור בקיבולת ייצור. הבעיה הורגשה כבר ב-2019, אולם החריפה דווקא בגלל משבר הקורונה אשר ייצר ב-2020 ביקוש חריג למעבדי מחשבים ומעבדי שרתים. בשיחה עם האנליסטים דיבר מנהל קשרי המשקיעים בחברה, טריי קמפבל, בגילוי לב: "בעולם מושלם אנחנו מספקים את המוצרים המובילים שלנו בטכנולוגיית הייצור שלנו. אולם כיום המוקד שלנו הוא בהובלה בתחום המוצרים, כלומר אם נזדקק לטכנולוגיית ייצור של מישהו אחר, אנחנו מוכנים לעשות זאת, ולחסוך בהוצאה הכרוכה בהקמת מפעל בטכנולוגיה ישנה או בטכנולוגיה החדשה ביותר".

בתוך הפאב של אינטל בהילסבורו, אורגון. תשתית הייצור הגלובלית של החברה כוללת 6 מפעלים לייצור שבבים, כולל המפעל בקרית גת, ועוד ארבעה מפעלים לאריזת השבבים ולבדיקתם
בתוך הפאב של אינטל בהילסבורו, אורגון. תשתית הייצור הגלובלית של החברה כוללת 6 מפעלים לייצור שבבים, כולל המפעל בקרית גת, ועוד ארבעה מפעלים לאריזת השבבים ולבדיקתם

בוב סוואן, נתן הסברים נוספים לאנליסטים המופתעים. "במידה ונחליט לבצע את כל הייצור באינטל, ההשקעה ב-10 ננומטר תהיה קצת יותר גדולה מאשר ב-7 ננומטר. במידה ונחליט להישען יותר על ייצור במיקור חוץ, נשקיע קצת יותר בייצור ל-10 ננומטר – והרבה פחות ב-7 ננומטר. הלקח שלמדנו בפיתוח תהליכי 10 ננומטר, הוא שבמידה שהתהליך החדש לא מתקדם כפי שציפינו, אנחנו צריכים להבטיח שהדבר לא יפגע בקצב הוצאת המוצרים החדשים, באמצעות הישענות על יכולת הייצור של מישהו אחר". למעשה, הוא רומז שאינטל מתכננת להשקיע את רוב המשאבים בהרחבת הייצור ב-10 ננומטר, ושוקלת ברצינות להעביר מרכיב משמעותי מהייצור ב-7 ננומטר, או אולי את רובו, לקבלנים חיצוניים – ככל הנראה סמסונג הקוריאנית ו/או TSMC הטאיוואנית.

מתקפת סייבר השביתה את כל הפאבים של חברת X-Fab הבלגית

בתמונה למעלה: מפעל הייצור של X-Fab בגרמניה. מקור: X-Fab

בתחילת החודש נאלצה קבלנית הייצור הבלגית X-Fab להשבית את מערכות המידע ואת קווי הייצור בכל ששת מפעליה בבלגיה, גרמניה, מלזיה וארצות הברית, לאחר שנפלה קורבן למתקפת סייבר. בשבוע שעבר, כ-7 ימים לאחר המתקפה, הודיעה החברה שהיא חידשה את הפעילות באחד ממתקני הייצור, ושהיא צפויה במהלך השבוע הקרוב לחדש את הפעילות בשאר המפעלים. "המטרה הראשונה במעלה כעת היא לחזור לפעילות ייצור מלאה, ולאחר מכן לאושש את יתר מערכות המידע", מסרה.

החברה דיווחה שהמתקפה לא הסבה נזק כספי משמעותי, אך הודתה כי מועד האספקה של חלק מההזמנות יידחה לרבעון האחרון 2020, ושהיא דוחה את מועד פרסום דו"ח הרבעון השני מיולי לסוף אוגוסט. בעקבות אירוע הסייבר, הדמימה X-Fab את פעילות החברה למשך שבועיים. במקור, המהלך תוכנן להתבצע בסוף הרבעון כחלק מצעדי חיסכון הננקטים עקב משבר הקורונה.

חברת X-Fab מתמחה בייצור רכיבים אנלוגיים בטכנולוגיות MEMS ו-CMOS בגיאומטריות של 0.13µm-1.0µm למגזרי המדיקל, התעשייה, האוטומוטיב והצריכה. קיבולת הייצור שלה היא כ-100 אלף פרוסות של 200 מילימטר בחודש. החברה מעסיקה כ-3,800 עובדים ומכירותיה בשנת 2019 הסתכמו בכ-500 מיליון דולר.

סכנה לקניין הרוחני

בדיקה שערכה החברה העלתה כי היתה זאת מתקפת כופרה מסוג maze, שבה התוקף מצפין את המידע של המותקף ודורש כופר כספי, בדרך כלל במטבעות דיגיטליים, על-מנת להסיר את ההצפנה ולאפשר למשתמש גישה מחודשת אל המידע שלו. בשיחה עם Techtime הסביר ליאור פרנקל, מייסד ומנכ"ל חברת הסייבר התעשייתי Waterfall, שמתקפת maze היא מתקפת כופר מסוכנת ביותר ומציבה איום ממשי על הקניין הרוחני של הפאב.

פרנקל: "מעצם העובדה שהם ניתקו וסגרו מיידית את כל אתרי הייצור, ניתן להבין שהנוזקה נכנסה גם לתוך רשתות הייצור שלהם (OT – Operational Network). בתקיפת maze המידע המוצפן נשלח מחוץ לארגון, אל שרתים הנמצאים בשליטת התוקפים. פירוש הדבר שהאיום כאן הוא כפול: אם לא תשלמו, לא רק שהחברה מושבתת – אלא שגם כל הקניין הרוחני והמידע שלה יופצו ברשת. כך ששיחזור המידע מגיבוי, לא מספק פתרון הולם למקרה הזה".

גם TSMC הותקפה על-ידי האקרים

תקיפת X-Fab ממחישה עוצמת סיכוני הסייבר בתעשייה. הממשק הגובר בין המערכות התפעוליות (OT) לבין מערכות המידע והרשת החיצונית (IT), כחלק מהטרנספורמציה הדיגיטלית של תחום ה-Industry 4.0, מאפשר שימוש במערכות חכמות יותר של אוטומציה, ניהול-מרחוק ואנליטיקה, אך גם חושף את הרשת הפנימית בפני מתקפות מבחוץ.

בעולם הארגוני מתבטא הנזק של תקיפות סייבר בעיקר בגניבת מידע – אולם בעולם התעשייתי מתקפה עשויה להשבית כליל את פעילות המפעל – ולעיתים גם לסכן חיי אדם. "מפעלים אשר רשתות הייצור שלהם נגישות לאינטרנט, ישירות או דרך הרשת הארגונית, נמצאים תחת איום תמידי של תקיפות סייבר. אין פיירוול שלא ניתן לתקיפה, ובסביבות ייצור תעשייתיות אם הנוזקה חדרה לתוך הרשת שלך, הנזק עשוי להיות חמור".

"מפעלי ייצור רגישים יותר ממפעלים תעשייתיים"

אין זו מתקפת הסייבר הראשונה על פאב בתעשיית השבבים. באוגוסט 2018 הותקפה גם TSMC, קבלנית הייצור הגדולה בעולם, במתקפת כופרה שחדרה לתוך קווי הייצור שלה. בעקבות הפריצה נאלצה TSMC להשבית שלושה מפעלים למשך שלושה ימים. הנזק הכספי היה ניכר ונאמד, לפי החברה, בכ-180 מיליון דולר – כ-2% מהכנסות החברה באותו רבעון.

מבדיקה שערכה החברה עלה כי הפריצה נבעה מאי-עמידה בנהלי בטיחות המידע של הארגון (SOP), כאשר אחד ממנהלי קו הייצור חיבר ציוד חדש לרשת הפנימית מבלי לבצע סריקת וירוסים. מרגע שהמחשב החדש הופעל הווירוס התפשט בכל הרשת התעשייתית ואף הדביק מפעלים מרוחקים שהיו מחוברים לאותה רשת.

פרנקל מסביר כי סקטור מפעלי הייצור רגיש אף יותר מהסקטור התעשייתי הכללי. "פאבים רבים שמחוברים לרשת. אולם בגלל שמערכי הייצור במפעלי ייצור השבבים מכילים גם מידע מסחרי רגיש, החשש הוא גם משיבוש הייצור וגם מגניבת סודות מסחריים.

"לרוב החיבור נעשה 'בתום לב', מכיוון שמנהלי האבטחה מתחום ה-IT בארגונים הללו רגילים לסמוך על הפיירוולים שלהם, אך לא השכילו להפנים שהם לא מתאימים לסביבה התעשייתית". חברת ווטרפול דיווחה לא מכבר כי פתרון הסייבר שלה, הכולל חומרה ותוכנה, במכון טיפול השפכים שפד"ן.

למרות הקורונה, TSMC צופה צמיחה של 20% במכירות בשנת 2020

TSMC SEMICONDUCTORS FAB

למרות משבר הקורונה, קבלנית הייצור הטאיוואנית TSMC חתמה את הרבעון השני של 2020 עם הכנסות של 10.38 מיליארד דולר, צמיחה של 34.1% בהשוואה לרבעון המקביל ב-2019 ועלייה קלה של 0.8% בהשוואה לרבעון הקודם. ברבעון הבא צופה החברה עלייה של 9.3% בהכנסות להיקף של 11.2-11.5 מיליארד דולר. בהיותה קבלנית הייצור (foundry) הגדולה בעולם, המספקת שירותי ייצור לחברות השבבים הגדולות בעולם כמו אנבידיה, AMD ואפל, ביצועיה מהווים סימן מעודד עבור שוק הסמיקונדקטור כולו.

בחברה מייחסים את הצמיחה למומנטום בעולמות הדור החמישי ומחשוב עתיר-ביצועים (HPC), שבהם יש לחברה יתרון טכנולוגי. ואמנם, הטכנולוגיה המתקדמת ביותר של TSMC כיום, 7 ננומטר, שבה מיוצרים המעבדים החדשים של אנבידיה ו-AMD למשל, ממשיכה לצבור תאוצה ותרמה ברבעון 2 כבר יותר משליש (36%) מהכנסות החברה. בסך הכל, תהליכי הייצור המתקדמים (16 ננומטר ומטה), היו אחראים לכ-54% מכלל הכנסות החברה.

שוק הרכב מתמוטט – שוק המחשבים החזקים תופס את מקומו

תמהיל ההכנסות לפי שוקי-קצה משקף את מגמות המקרו בשוק: ההכנסות משוק הסמארטפונים ירדו ב-4%, אך הוא עדיין מהווה את שוק היעד הגדול ביותר ואחראי לכ-47% מהמכירות. תחום הרכב רשם ירידה חדה של 13% והמכירות עבור מוצרי אלקטרוניקה צרכנית ירדו ב-5%. לעומת זאת, תחום המחשוב עתיד-ביצועים פיצה על הירידות במגזרים האחרים – ומכירותיו עלו בכ-13% וכיום הוא תופס כבר שליש מהכנסות TSMC.

בשיחת הוועידה עם משקיעים הביע מנכ"ל החברה, סי. סי. וואיי (C. C. Wei) אופטימיות לגבי המשך השנה. "למרות המגיפה, היתרון הטכנולוגי שלנו יאפשר לנו לצמוח אף מעבר לשיעור הגידול הכללי של תעשיית שירותי הייצור. אנחנו מאמינים שנוכל לצמוח ביותר מ-20% בשנת 2020. הדור החמישי ומחשוב עתיר-ביצועים יגדילו את תכולת הסמיקונדקטור בשוק. אנחנו דבקים ביעד שלנו – צמיחה ארוכת טווח של 5%-10% בשנה".