Строительство 2-нм фабрики стоит около 28 миллиардов долларов, одна 2 нм пластина — 30 000 долларов

Для производства чипов с использованием передовых технологий требуются все более сложные инструменты для производства пластин, что увеличивает затраты с каждым новым технологическим шагом. Аналитики компании International Business Strategies считают, что ситуация ухудшится при 2-нм процессорах, при этом стоимость чипов вырастет примерно на 50% по сравнению с 3-нм чипами, что в конечном итоге приведет к цене в 30 000 долларов за каждую пластину 2-нм чипов.

По оценкам IBS, 2-нм фабрика с мощностью примерно 50 000 пластин в месяц (WSPM) стоит около 28 миллиардов долларов по сравнению с примерно 20 миллиардами долларов за 3-нм предприятие с аналогичной производственной мощностью. Увеличение затрат будет обусловлено увеличением количества литографических инструментов EUV, необходимых для поддержания производительности 50 000 WSPM для технологии 2-нм класса. Это значительно увеличит производственные затраты на пластину и на чип, что неизбежно скажется на компаниях, использующих передовые технологии производства, таких как Apple, которая в настоящее время является единственной компанией, которая массово производит процессоры для смартфонов и ПК с использованием новейшего процессора N3B (3 нм) от TSMC.

По оценкам IBS, обработка одной 300-миллиметровой пластины с использованием процесса изготовления N2 TSMC, когда он будет внедрен в период 2025–2026 годов, обойдется Apple примерно в 30 000 долларов США, что в полтора раза больше 20 000 долларов США за пластину на основе N3. Столь ощутимое увеличение стоимости пластины неизбежно приведет к аналогичному увеличению стоимости чипа.

Однако, возможно IBS, несколько драматично оценивает стоимость одного чипа. Компания полагает, что текущая стоимость 3-нм чипа Apple составляет около 50 долларов, но это не определяет размер кристалла чипа. По оценкам Arete Research, последняя встроенная система Apple A17 Pro для смартфонов имеет размер кристалла от 100 мм^2 до 110 мм^2, что соответствует размерам A15 предыдущего поколения компании (107,7 мм^2) и A16. (примерно на 5% больше, чем A15, то есть примерно 113 мм^2). Если Apple A17 Pro имеет размер кристалла 105 мм^2, то на одну 300-мм пластину может поместиться 586 таких пластин, что увеличивает их стоимость примерно до 34 долларов при нереальном выходе 100% и 40 долларов при более реалистичном выходе 85%. По оценкам International Business Strategies, 2-нм «чип Apple» будет стоить около 85 долларов вместо 50 долларов, что предполагает довольно низкую доходность. При цене 30 000 долларов за пластину и расчетном выходе 85% один чип размером 105 мм^2 будет стоить 60 долларов, но это очень грубо. Напротив, прогноз, сделанный в начале этого года, показал стоимость 25 000 долларов за 2-нм пластину на заводах TSMC, напоминая нам, что оценки могут значительно различаться. Даже при очень грубых оценках стоимости 2-нм фабрик и затрат на пластины ясно, что чипы, изготовленные с использованием 2-нм узла, будут дороже, чем процессоры, произведенные по 3-нм техпроцессу. Тем не менее, ожидается, что такие компании, как AMD и Intel, в ближайшие годы ускорят внедрение конструкций с несколькими наборами микросхем, состоящих из чиплетов, изготовленных на разных узлах, тем самым покрывая расходы, связанные с передовыми узлами. Между тем, вполне вероятно, что процессоры для смартфонов еще какое-то время сохранят монолитную конструкцию, поскольку стоимость современной упаковки все еще довольно высока.