Если компания Apple в гаджетах следующих поколений начнёт использовать 2-нм процессоры, а вероятность этого велика, то стоимость новых устройств может неприятно удивить поклонников бренда. Чипы по 2-нанометровому техпроцессу сейчас осваивает эксклюзивный «яблочный» партнёр — тайваньская компания TSMC.

Согласно последним отчётам, расходы на внедрение инновационного процесса производства процессоров могут вырасти на 50% по сравнению с затратами на выпуск чипов по 3-нанометровому техпроцессу. Естественным образом это отразится на конечной стоимости как самого чипа, так и на продукции Apple. Скорее всего, именно смартфоны iPhone и лэптопы Mac станут первыми массовыми электронными устройствами, оснащёнными новыми чипами. Подробности — под катом.

Расходные статьи и общий бюджет производства чипов

Американская консалтинговая компания IBS посчитала, что запуск производства чипсетов с учётом нововведений обойдётся TSMC в 1,5 раза дороже уже существующих и работающих мощностей. В частности, ввод в эксплуатацию завода, функционирующего по последним технологиям, будет стоить производителю $28 млрд. Лимит обработки полупроводниковых пластин при этом составит около 50 тыс. единиц в месяц. Для сравнения: запуск аналогичного производства микросхем по техпроцессу 3-нм обошёлся бы в сумму около $20 млрд.

Основная причина повышения расходов — стоимость литографического EUV-оборудования (Extreme ultraviolet lithography — сверхжёсткий ультрафиолет) и цена на привлечение и удержание персонала с соответствующим уровнем квалификации. Все эти факторы повлияют на рост себестоимости изготовления как отдельной пластины, так и чипа, на который пластины потом нарезаются. Ну а это, в свою очередь, отразится на цене, предложенной контрактным производителем своему клиенту. Ещё выше окажется стоимость для покупателя готового гаджета.

Не всё так страшно?

Кроме того, возможно, клиенты TSMC, включая Apple, продолжат заказывать 3-нм чипы, не желая поднимать цену на продукцию. Вероятно, большинство компаний подождёт, пока себестоимость производства новых 2-нм чипов упадёт, и затем уже постепенно станет переходить на новый стандарт. Это дело не очень быстрое, но зато затратное, что понимают корпорации.

Так что введение техпроцесса по стандарту 2-нм необязательно повлияет на покупателей техники Apple. Продукция компании — единственная на данный момент с серийными чипами, выпущенными по техпроцессу N3. Ими оснащены смартфоны iPhone и персональные компьютеры Mac. Пока что Apple впереди планеты всей. И возможно, переход на 2-нм чипы произойдёт не так быстро, как кажется экспертам IBS.

Если сравнивать потенциальные расходы Apple в будущем, то на обработку одной 300-мм полупроводниковой пластины по стандарту N2 будет потрачено около $30 тыс., в то время как обработка такой же пластины по процессу N3 обходится компании в $20 тыс.

Несмотря на пессимистичные прогнозы, реальные цены могут зависеть от различных факторов, включая размер кристалла микросхемы и стратегические решения компаний-заказчиков вроде Apple. Согласно аналитическим данным, один 3-нм чип обходится Apple примерно в $40-50.

Эксперты Arete Research выяснили, что однокристальная электронная схема (SoC) последнего поколения A17 Pro имеет в среднем площадь 105 мм² и установлена в iPhone 15 Pro и iPhone 15 Pro Max. Её размер примерно соответствует размеру SoC предыдущих поколений — A15 с площадью 107,7 мм² и A16 с 113 мм². Из одной 300-миллиметровой пластины можно получить примерно 586 чипов без учёта брака. Стоимость каждого из них составит около $34. В реальной ситуации уровень бракованных чипов составляет около 15%, поэтому цена одной микросхемы составляет примерно $40-50.

Анализ IBS показал, что Apple придётся заплатить около $85 за каждый 2-нм чип, что на $40-45 больше, чем компании обходится 3-нанометровый процессор на сегодняшний день. Эксперты считают, что завышенная стоимость новых чипов обусловлена также и увеличением процента брака на производстве, который нельзя исключать из расчётов.

Есть и ещё один вариант

Его, видимо, будут использовать Intel, AMD и некоторые другие компании. Речь идёт о чиплетной компоновке процессоров для объединения всех элементов чипа в единой упаковке. При этом элементы могут быть выполнены по разным нормам. Эта технология даёт возможность удерживать цену чипов примерно на одном уровне, в отличие от монолитных процессоров. AMD, скорее всего, не будет использовать чиплетную компоновку, поскольку для перехода на эту технологию необходимо затратить дополнительные ресурсы, и немало.

Кстати, само появление производства 2-нм чипов — процесс не быстрый. Что касается TSMC, то производитель, скорее всего, заранее просчитает все риски перед началом работ по расширению производства. Компания корректировала свои прогнозы по доходности уже несколько раз в этом году, основываясь на опыте 2022 г., когда закончился дефицит электронных компонентов и спрос на них внезапно стал падать при сохранении высоких объёмов производства. Также TSMC осторожно подходит и к вопросу капитальных расходов.