Az Intel Ohio-i befektetése: néhány pont összekapcsolása

Pat Gelsinger, a vállalat vezérigazgatója a Fehér Ház pénteki bejelentésekor az állam történetének legnagyobb telephelyi beruházásaként jellemezte az Intel 20 milliárd dolláros tervét, hogy két új félvezetőgyárat vagy „gyárat” építsen az ohiói New Albanyban. De ez sokkal többről szól, mint a jelenlegi chiphiány és az ellátási lánc gondjainak enyhítéséről, hanem arról, hogy megpróbáljuk visszaszerezni a vezető szerepet az iparágban. Próbáltam interjút készíteni a céggel a bejelentés előtt, de nem jártam sikerrel. Mindazonáltal sok érdekes morzsa található, úgyhogy kössünk össze néhány pontot.

A 20 milliárd dollár sok pénznek tűnik (az építkezés több éve alatt elköltötte), de ebben az iparágban nem az. Az Intel már most is ennyit költ két új gyárra az arizonai Chandlerben, a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) pedig 12 milliárd dollárt költ a közeli North Phoenixben. Az ohiói beruházás két műemlékre szól, tehát ez egyenként körülbelül 10 milliárd dollárt jelent. Ha méretez egy gyárat, van egy minimális hatékony méret, amely meghatározza a gyártási kapacitását. A modern gyártmányokban a chipek 12 hüvelykes szilícium ostyákon készülnek, és a kapacitást általában havi 12 hüvelykes ostyaindításokban mérik – havonta hány ostyát tesznek a sor elejére. Ezt a szűk keresztmetszeti lépés kapacitása, valamint az összesített folyamatok időtartama határozza meg. Az ostyák elkészítése akár két hónapot is igénybe vehet, a recept lépéseinek számától függően (akár 700 vagy több). A fejlett technológiák esetében, amelyekre a „csomópontok” hivatkoznak, amelyek leírják a minimális funkcióméretüket (például., 5 nm-es csomópont), 10 milliárd dollárral havonta 20,000 XNUMX ostyaindítást vásárolhat. 

Hogy ezeket a számokat a perspektívába helyezzük, a TSMC-nek négy „Gigafabja” van Tajvanon, Fab 12A/12B a Hsinchu Science Parkban, Fab 14 és 18 a Tainan Science Parkban, és Fab 15 a Közép-Tajvani Tudományos Parkban Taichung közelében. Ezek mindegyike körülbelül 250,000 7 ostyaindítást tesz lehetővé havonta egy sor csomóponton keresztül. A TSMC-nek a kínai Nanjingban is van egy gyára, amely 28 nm-től 40,000 nm-es csomópontig mindent feldolgoz, és nemrégiben bejelentette, hogy havi 100,000 28-ről 180,000 XNUMX szeletre növeli ezt a gyárat. A XNUMX nm népszerű az autóipari és fogyasztói elektronikai chipek körében, és globálisan a TSMC kapacitása havonta XNUMX XNUMX szelet indítására képes csak ezen a csomóponton. Összességében havonta több mint egymillió ostyaindításra képes. A mennyiség kritikus fontosságú a félvezetőgyártásban – a termelési tanulás révén fejleszthető a nagyméretű gyártás képessége.

A TSMC a közelmúltban szintén 40-44 milliárd dollárra növelte az idei évre tervezett tőkekiadásait. Eközben a Samsung 40-ben 33.5 billió koreai wont (2021 milliárd dollárt) költött, idén pedig 50 billió vont (csaknem 42 milliárd dollárt) tervez. Tehát bár az Intel befektetései jelentősek, a más országokba irányuló befektetések is könnyelműek, így nem szabad beletévesztenünk abba, hogy egy vállalat befektetése önmagában visszaállítja Amerika vezető pozícióját.

Nézzünk egy másik „pontot”. A múlt hét elején az Intel megerősítette, hogy megrendelte az első Twinscan EXE:5200 szkennert a holland ASML-től. Ez az extrém ultraibolya (EUV) litográfiai eszközök legújabb generációja, amelyek döntő szerepet játszanak a chipeken lévő atomi léptékmintázatok létrehozásában. Míg ezeknek a gépeknek a korábbi verziói egyenként több mint 150 millió dollárba kerülnek, addig ez a konkrét modell több mint 340 millió dollárba kerül egyetlen egységért. Ez több, mint egy Airbus A350-900 listaára, és a légitársaságok általában nagy kedvezményeket kapnak (akár 50%-ot is). Amikor ez a litho szerszám eléri a gyártási készenlétet, óránként 200 ostyát kell kihajtania. A félelmetes az, hogy a gyáraknak általában egynél többet kell vásárolniuk ezekből a gépekből. Mivel ez a legdrágább eszköz, a fabok eleget vásárolnak a többi technológiai eszközből, így a litho mindig a szűk keresztmetszet. De a többi eszköz sem olcsó. Tehát egy 10 milliárd dolláros műalkotás felépítése milliárdot jelenthet az infrastruktúra kiépítésére, a többit pedig a különféle eszközökre.

Az EXE:5200 azért drága, mert nagy a numerikus apertúrája (NA). Az NA azt a szögtartományt írja le, amelyen belül egy rendszer képes fényt fogadni vagy kibocsátani. Nem egészen azonos a fotósok által jól ismert f-számmal, amely az objektív maximális nyílásának méretét a gyújtótávolsághoz köti. Inkább az NA határozza meg a legkisebb dolgot, amit egy optikai litográfiai rendszerrel elkészíthet. Ennek a képességnek a mértéke a kritikus méret, amely annak a tulajdonságnak a mérete, amely az ostya felett meghatározott magasságban nyomtatható. Ez arányos a használt fény hullámhosszával és fordítottan arányos az NA-val. Tehát ha kisebb dolgokat szeretne készíteni, akkor kisebb (rövidebb) hullámhosszú fényt használjon, vagy magasabb NA optikai rendszert kell használnia. Az ASML több mint 10 milliárd dollárt költött K+F-re, hogy elérje az EUV fényt (13.5 nm) ezekben a 150 millió dolláros plusz szkennerekben. Úgy tűnik, a szkennerenkénti extra 200 millió dollár magasabb NA-t eredményez. Ennek a többletköltségnek kell érzékeltetnie, hogy ez milyen nehézségi fokot jelent. Ennek az ízületi pontnak van egy másik aspektusa is. Jelenleg olyan nagy a kereslet a félvezetőgyártó eszközök iránt, hogy a szállítási határidők rendkívül hosszúak. A felszerelések szállítási ideje most a leghosszabb sátorfa.

Harmadik pont. Gelsinger a Fehér Házban tartott tájékoztatóján kijelentette, hogy az Intel 100 millió dollárt áldoz arra, hogy a régióban kifejlessze a tehetségeket. Ez rendkívül fontos és egyben sokatmondó is. Mindazért a pénzért, amelyet egy chipgyártó cégnek gyártási eszközökre kell költenie, az emberek azok, akik lehetővé teszik azok működtetését és termékek előállítását. Egyrészt Ohióban nem sok a félvezetőgyártás, de sok autóipari, repülőgépipari és egyéb mérnöki alapú szakma, valamint nagyszerű mérnöki iskola található az államban és a szomszédos Indiana, Michigan államban és a közelben. Pittsburgh. A helyi iskolákkal való együttműködés elősegíti a tehetségek kiépítését. Ez jelzi a tehetségekért folyó versenyt az olyan városokban, mint a texasi Phoenix és Austin, így a Közép-Nyugatra járás okos lépés. Ohio sem olyan száraz, mint Arizona vagy Texas, és a fabok sok vizet használnak. Korábban is megkérdeztem, miért szeretünk sivatagban fabeket építeni.

Ha ezeket a pontokat összekapcsoljuk, teljesebb kép rajzolódik ki. Először is, nem szabad megzavarnunk abban a gondolatban, hogy az Intel befektetései enyhíteni fogják az autóiparban és máshol tapasztalható rövid távú chiphiányt. Hosszú távú beruházásokról van szó, amelyek érdemiek és lépést kívánnak tartani a chipgyártási technológia határterületeivel. Többet kell követni. Gelsinger már utalt arra, hogy Ohio megavárossá válik, idővel 100 milliárd dollárral. Egyértelműen arra törekszik, hogy visszamásszon a csúcsra a gyártási vezetés terén. Ezekhez a lépésekhez bátorságra van szükség, különösen állami vállalat vezérigazgatóként egy olyan piacon, ahol sok részvényes szívesebben szeretné visszakapni a készpénzt. Reméljük, ő és a cég sikeres lesz.