Dva giganti, každý z jiného koce světa, v oblasti výroby polovodičů, nebo chcete-li integrovaných obvodů či pro toho, kdo není elektrotechnik: jednoduše čipy. V roce 2021 se konala virtuální konference Industry Strategy Symposium. A na něm se ptali odborníka na průmyslové odvětví polovodičů Scottena Jonese, zda si myslí, že Intel dožene někdy TSMC. Odpověď byla jednoduchá: „..pokud TSMC nezakopne, nikdy.“ Po roce se však situace poněkud mění. Tzv. foundry výrobci trochu klopýtají a Intel nabírá na rychlosti. Ale zatím to není tak výrazně vidět na finančních výkazech. A tak je možné si tuto otázku položit znovu.
Samsung s 3nm technologií narazil na problémy s výtěžností a odborníci obecně věří, že, v roce 2022 bude jejich 3GAE používán téměř výhradně pro interní produkty, přičemž 3GAP bude pro externí zákazníky uvolněn až v roce 2023. Samsung se rozhodl přejít na Horizontal Nanosheets (HNS) pro 3nm. Problémy s výrobou HNS se stále řeší a zájem společnosti Samsung být první v HNS vedl ke zpoždění.
TSMC zariskovalo zahájením svého 3nm procesu založeného na FinFET v roce 2021, ale výroba je nyní posunuta na konec roku 2022 s produkty v tomto odvětví budou tedy až v roce 2023. V roce 2019 měla TSMC rizikový start na 5nm a koncem roku 2020 byly iPhony dodávány s TSMC 5nm technologií. 3nm čipů v iPhonech se nedočkáme dříve než v roce 2023. V roce 2021 byl podíl 5nm čipů na tržbách TSMC navíc jen docela malá část.
A tady právě přichází sebevědomé prohlášení Intelu: “akcelerujeme“. Zatímco Samsung a TSMC se 3nm trápí. V následujících letech tedy půjde hlavně o to, jakou cestou se všichni tři výrobci vydají, tedy jak se bude zvyšovat hustota tranzistorů, výkony a jaké metody výroby každý zvolí. Odborníci z IC Knowledge LLC porovnali relativní výkon a jeho trendy a došli k závěru, že v roce 2024 by Intel mohl na tom být nejlépe, za ním by mělo být TSMC a „posledním“ v řadě by měl být Samsung. Závěrem se odborníci z IC Knowledge domnívají, že Intelu se podařilo výrazně urychlit vývoj jejich procesů v době, kdy se konkurence potýká s problémy. Ačkoli se neočekává, že by Intel během let 2022-2025 znovu získal vedoucí postavení v hustotě, mohl znovu získat vedoucí postavení ve výkonu. Do konce roku 2022 by mělo být jasné, zda Intel se svou technologií 4nm vyjde včas.
Finanční pohled
Intel i TSMC jsou naši favoriti. Obě firmy považujeme v zásadě za skvělé. A obě jsme zmínili v článku Akcie, kterým věřím a kterým nevěřím od Ondřeje Záruby na straně těch, které mají naši důvěru. Rozhodně stojí za to tento souboj o krále polovodičového světa sledovat. Ani jedna z těchto firem nepůsobí dojmem, že by byla drahá. A navíc obě mají neskutečný potenciál. Intel je asi nejvíc hitech firma na světě, minimálně podle R&D rozpočtů, ve kterých dlouhodobě překonává i významně větší Apple.
Ztráta pozice Intelu v minulosti
Intel v posledních několika letech Intel čelil mnoha zpožděním u nových produktových řad v důsledku selhání „uzlů“ ve své výrobní divizi. Intel se tak stal černou ovcí v oboru. Především z důvodu, že stále více společností přechází na jiný obchodní model, kdy outsourcují výrobu svých čipů. Intel se nadále drží výroby vlastních zařízení. Pojmu, který vystihuje situaci s outsourcingem se říká „fabless“ (bez továrny či výroby, volně přeloženo). Přesná příčina boje Intelu proti dalším konkurentům, jako je AMD, je vlastně dvojí problém. První příčinou, která Intelu nepomohla, byla skutečnost, že nebyl schopen spolehlivě vyrábět zařízení pod 10nm. Druhou, kdy Intel skutečně trpěl, však bylo, že Intel spojil své vydání nového hardwaru s vydáním nové polovodičové technologie. Vzhledem k tomu, že se potýkal s problémy s výrobou zařízení nové generace. Intel tak ztěžka vydával nové procesory (CPU) a konkurenti toho využili.
Intel však začal v minulém roce konečně řešit své problémy, provedl významné reorganizace a nyní pomyslně přihodil svou kreditní kartu na pokerový stůl a zdvojnásobil svou sázku. Navzdory tomu, že někteří v oboru naléhali na Intel, aby prodal svou divizi výroby hardwaru, Intel se rozhodl nejen zůstat u výroby vlastních zařízení. Ale otevře své technologie a stane se výrobcem pro další společnosti (stejný model jako TSMC).
Jak je to s výkonem čipů?
Když mluvíme o schopnostech polovodičů, často se používá termín „uzel“ (node). V minulosti měl uzel velmi specifický význam. Jednalo se o nejmenší velikost prvku na polovodičovém zařízení. Například 250nm uzel by umožnil použití polovodičových zařízení s minimální velikostí prvku 250nm. Protože toto číslo často souviselo s počtem tranzistorů, které se vešly na zařízení, čím menší toto číslo, tím lepší.
Nicméně dnes termín uzel již není konzistentní nebo dokonce užitečný. I když číslo uzlu může odkazovat na velikost prvku, nebude to vždy znamenat nejmenší velikost prvku nebo dokonce souviset s hustotou tranzistoru. Například Intel 10nm umožňuje hustotu tranzistorů 100 milionů tranzistorů na mm2, zatímco 8nm technologie Samsung umožňuje pouze 64 milionů tranzistorů na mm2.
TSMC vs. Intel
I když existují další výrobci integrovaných obvodů, jako je Samsung, za hlavní hráče považujeme jen TSMC a Intel. Takže první srovnání, které by mělo být provedeno, je, kdo má nejmenší technologii? Odpověď je TSMC. Současná technologie Intelu se pohybuje kolem značky 10nm s hustotou tranzistorů přibližně 100 milionů tranzistorů na mm2. TSMC však inzeruje zařízení v rozsahu 5nm s hustotou tranzistorů 173M tranzistorů na mm2.
Druhé srovnání je, který z těch dvou je lépe vybavený? Odpověď je TSMC. Zatímco Intel má mnohem více zkušeností než většina společností na planetě vyrábějící polovodičová zařízení, zkušenosti ze 70. a 80. let neznamenají v moderních výrobních technikách absolutně nic. Jeden kus zařízení, extrémní ultrafialová litografie, je vyroben výhradně jednou společností, ASML. Podle ASML bude mít TSMC do konce loňského roku 30 až 63 takových systémů, zatímco Intel jich bude mít jen kolem 13 až 20. To umožňuje TSMC nejen urychlit výrobu, ale také poskytuje příležitost k výzkumu zmenšení velikosti tranzistorů.
Třetí srovnání je, kdo je větší společností z těchto dvou ve výrobě čipů? Odpověď je TSMC. Ačkoliv má Intel za rok 2021 tržby ve výši 79 mld. USD a TSMC „jen“ 57 mld. USD, tak je v tomto směru výhoda na straně TSMC. Intel také navrhuje a prodává CPU a další produkty, zatímco TSMC se zaměřuje výhradně na výrobu zákaznických zařízení. Intel jako takový může být v nevýhodě, protože TSMC má mnohem více zkušeností s jednáním se zákazníky a výrobou podle jejich potřeb. Nový obchodní model Intelu bude konkurovat v odvětví, se kterým nikdy neměl zkušenosti. To, co může Intelu poskytnout výhodu, je jméno, respektive značka a samozřejmě nesrovnatelně větší finanční zázemí.
Konkurují si, ale významně spolu obchodují
Apple a Intel se podle nových zpráv pravděpodobně stanou prvními zákazníky pokročilého 2nm výrobního procesu TSMC, až se tzv. „node“ dostane do výroby koncem roku 2025. Zprávy, které pocházejí z tchajwanských serverů DigiTimes a UDN, jsou doplněny komentářem finančního analytika, že Intel plánuje použít 2nm node TSMC, oficiálně známý jako N2, pro grafiku svého klientského procesoru nové generace s kódovým označením Lunar Lake. Intel také použije svůj vlastní 18A node, který podle výrobce čipů odpovídá 1,8nm procesoru, pro CPU Lunar Lake. V širším měřítku Intel plánuje používat procesy TSMC pro GPU (grafické karty) a různé systémy na samotných čipech, uvedl DigiTimes. To je v souladu s předchozími prohlášeními společnosti Intel, včetně toho o jejím plánu používat 18A a pro Lunar Lake. Intel uvedl, že Lunar Lake se má objevit v roce 2024, takže zatím není jasné, jak tomu odpovídá harmonogram velkoobjemové výroby 2nm TSMC koncem roku 2025. Tyto zprávy dorazily krátce poté, co TSMC odhalilo svou časovou osu výroby 2nm, což alespoň na papíře ukazuje, že Intel by mohl v příštích několika letech dohnat TSMC ve špičkových nodech. Je to proto, že Intel nedávno zveřejnil, že výroba jeho 18A uzlu začne v druhé polovině roku 2024, tedy měsíce před dříve uvedeným časovým plánem roku 2025. Plán Intelu spoléhat se na ostatní výrobce jako TSMC vedle vlastních výrobních závodů, je součástí nové strategie IDM 2.0. To by měla být evoluce jeho business-modelu integrovaného výrobce zařízení. Jejím cílem je vytvořit co nejvýkonnější čipy, ať už jsou založeny na interních nebo externích výrobních závodech. Intel k tomu vedly hlavně neúspěchy s vlastními 10nm a 7nm čipy.
Ačkoliv mnohé naznačuje, že TSMC je asi ve výhodě proti Intelu, tak je jednoznačné, že obě firmy jsou nesmírně zajímavé z pohledu investora. Sázka na obě se jeví na první dobrou jako docela rozumný nápad.
Problémy v Evropě a lákání polovodičových lídrů
Celkem problém s polovodiči je v Evropě a automobilovém průmyslu, který vedle smartphonů je mnohem méně významným odběratelem čipů od předních výrobců, protože bere z velké části „hloupější čipy“. Podíl evropských výrobců u kvalitních čipů pod 20 nm se pohybuje pod 5 %. Čelní politici z celé EU se předháněli v minulém roce, komu se dříve podaří „urvat“ někoho z velké trojky (Intel, Samsung a TSMC) a výrobce postaví fabriku v jejich zemi. Dlužno dodat, že to není vůbec levná záležitost a komplexní výroba stojí naprosto šílených 60 miliard+ USD.
EU nakonec založila speciální fond na podporu revitalizace polovodičového průmyslu a nasypala do něj 149 miliard EUR – neméně šílená částka. Nicméně od samého počátku všech snah, včetně masivního utrácení veřejných rozpočtů, se objevují stále více pochybnosti o celé situaci. Například v Německu se objevily hlasy, že: „Fabrika není strategie,“ řekl Jan-Peter Kleinhans, výzkumník z berlínského think-tanku Stiftung Neue Verantwortung. “Pro Evropu je zásadní, aby i nadále investovala do své specializované technologie, kde již vynikáme. Ale to jsou všechno věci, které nemají nic společného nebo mají jen velmi málo společného s typem špičkové výroby, který pochází od Intel nebo TSMC,“ dodal.
Společnost oznámila již v březnu plány na investici ve výši více než 33 miliard EUR na vybudování špičkového výrobního závodu na výrobu polovodičů v Německu, na zřízení nového centra výzkumu a vývoje a designu ve Francii a na rozšíření kapacit v oblasti výzkumu a vývoje, výroby „foundry“ služby a back-end výroba v Irsku, Itálii, Polsku a Španělsku. Díky této investici Intel přinese svou nejpokročilejší technologii do Evropy, pomůže EU vytvořit evropský čipový ekosystém nové generace a bude řešit globální potřebu vyváženějšího a odolnějšího dodavatelského řetězce. Plány Intelu pomohou zvýšit výrobu, aby uspokojila rostoucí poptávku po pokročilých polovodičích, pohání novou generaci inovativních produktů od Intelu a slouží potřebám zákazníků foundry v rámci strategie Intel IDM 2.0.
Průmysl samozřejmě snahy vítá.. „Oznámení na evropské úrovni a ze strany německé vlády jsou správná a důležitá pro náš průmysl,“ řekl pro EURACTIV Frank Bösenberg, vedoucí kanceláře Silicon Saxony, jedné z předních německých asociací mikroelektronického průmyslu. „Svět nečeká na Evropu,“ dodal.
Jiní ale pochybují o životaschopnosti a proveditelnosti investiční ofenzívy. Dosažení 20% cíle je „zcela nerealistické“, řekl Niclas Poitiers z think-tanku Bruegel. Evropa stále zaostává za ostatními zeměmi, jako jsou USA nebo Japonsko, zejména pokud jde o velikost investic. Samotné zvýšení počtu výrobních míst nevede automaticky k menší závislosti a větší digitální suverenitě, „protože v globální světové ekonomice jsou dodavatelské řetězce tak těsně propojeny přes tolik hranic, že závislosti přetrvávají, i když jsou pododvětví polovodičového průmyslu masivně lokálně rozšířena,“ vysvětlil Poitiers. „Otázkou, před kterou EU stojí, když se chystá pustit do tohoto závazku, však je, zda to skončí plýtváním velkých částek veřejných peněz za geopolitickými ambicemi, které nemusí být podporovány průmyslovou a tržní logikou. EU by proto více prospělo investovat do stávajících silných stránek namísto vedení těžké bitvy,“ podotýkají například Financial Times.
