О компании TSMC.

Тaiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. занимается производством и продажей интегральных схем и полупроводниковых устройств на пластинах. Его микросхемы используются в персональных компьютерах и периферийных устройствах, продуктах проводных и беспроводных систем связи, автомобильном и промышленном оборудовании, включая бытовую электронику, такую как цифровой видеопроигрыватель, цифровое телевидение, игровые приставки и цифровые камеры и т.д.

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited (TSMC), основан 21 февраля 1987 года Чунг Моу Чангом, по инициативе правительства Тайваня по продвижению полупроводниковой промышленности страны. Штаб-квартира компании находится в Научном парке Синьчу, Тайвань. TSMC впервые разработала модель литейного бизнеса "pure-play", сосредоточившись исключительно на производстве продуктов для клиентов. Решив не разрабатывать, не выпускать и не продавать полупроводниковые продукты под собственным брендом, компания гарантирует, что она никогда не будет конкурировать напрямую со своими клиентами. TSMC является крупнейшим в мире полупроводниковым литейным цехом, производящим 9 920 различных продуктов с использованием 258 различных технологий для 465 различных клиентов по всему миру.

Исследовательская работа компании сосредоточена на транзисторах и технологиях, таких как трехмерные (3D) структуры, комплементарный металл-оксидный полупроводник с напряженным слоем (CMOS), высокомобильные материалы и 3D-устройства IC.

Такие известные компании, как Qualcomm, Nvidia, Advanced Micro Devices (AMD), MediaTek, Marvell и Broadcom Inc., являются давними клиентами TSMC, а также новые компании: Spectra7, Spreadtrum, AppliedMicro, Allwinner Technology и HiSilicon. Ведущие программируемые логические устройства компании Xilinx, раньше и Altera, также использовали или используют литейные изделия TSMC. Некоторые производители интегрированных устройств, у которых есть собственные производственные объекты, такие как Intel , STMicroelectronics и Texas Instruments, передают часть своего производства в TSMC. По меньшей мере одна полупроводниковая компания LSI повторно продает пластины TSMC через свои услуги по проектированию ASIC и проектирует IP- портфолио.

Акции компании котируются на Тайваньской фондовой бирже (TWSE) под номером 2330, а ее американские депозитарные акции (ADSs) торгуются на Нью-Йоркской фондовой бирже (NYSE) под символом TSM.

Поддержание надежных мощностей является ключевой частью производственной стратегии TSMC. В настоящее время компания управляет четырьмя 12-дюймовыми заводами GIGAFAB — заводами 12, 14, 15 и 18. В 2020 году совокупная мощность четырех предприятий превысила девять миллионов 12-дюймовых пластин. Заводы 12, 14 и 15 поддерживают 0,13 мкм, 90 нм., 65-нм, 40-нм, 28-нм, 20-нм, 16-нм, 10-нм и 7-нм технологические процессы, включая подузлы каждой технологии. В настоящее время 5-нм техпроцесс ускоряется до массового производства на Fab 18. Кроме того, на Fab 12 создается дополнительная часть мощностей для НИОКР по передовым технологиям производства, которые в настоящее время поддерживают разработку технологий 3-нм и 2-нм узлов и более поздних версий.

Годовая мощность производственных мощностей, управляемых TSMC и ее дочерними компаниями, в 2021 году превысила 13 миллионов 12-дюймовых пластин. Эти предприятия включают четыре завода по производству 12-дюймовых пластин GIGAFAB, четыре завода по производству 8-дюймовых пластин и один завод по производству 6-дюймовых пластин – все на Тайване – а также один завод по производству 12-дюймовых пластин в стопроцентном дочернем предприятии TSMC Nanjing Company Limited и два завода по производству 8-дюймовых пластин в стопроцентных дочерних предприятиях WaferTech в США и TSMC China Company Limited. В 2016 году была создана компания TSMC Nanjing Company Limited, которая управляет 12-дюймовой фабрикой по производству пластин и сервисным центром проектирования.

TSMC обеспечивает обслуживание клиентов через свои офисы по работе с клиентами и инженерные службы в Северной Америке, Европе, Японии, Китае и Южной Корее.

Производство.

Спрос и предложение, в последнее время, в литейной промышленности демонстрируют рост. Устойчивый рост TSMC в сегменте литейного производства был обусловлен высоким рыночным спросом на широкой основе. Мегатренды отрасли, такие как 5G, распространение искусственного интеллекта (AI) и ускорение цифровой трансформации, стимулировали рост спроса на всех основных рынках: смартфоны, высокопроизводительные вычисления (HPC), Интернет вещей (IoT) и автомобилестроение. В это время, чтобы справиться с высоким спросом на фоне неопределенности поставок, цепочка поставок электроники увеличила объемы запасов, что также способствовало росту литейного сегмента и TSMC.

Мегатренды в отрасли, скорее всего, сохранятся, поэтому TSMC ожидает здоровый рост общего спроса на электронные устройства в целом, что приведет к прогнозируемому росту мирового рынка полупроводников, за исключением памяти. В долгосрочной перспективе, благодаря увеличению содержания полупроводников в большинстве электронных устройств, продолжающемуся увеличению доли рынка безфабричными компаниями, росту аутсорсинга производителей интегрированных устройств (IDM) и микросхем (ASIC) системными компаниями, TSMC ожидает, что доходы литейного сегмента будут опережать высокие однозначные среднегодовые темпы роста, прогнозируемые для мирового рынка полупроводников без учета памяти в период с 2021 по 2026 год.

Будучи поставщиком верхнего звена в цепочке поставок полупроводников, литейный сегмент тесно связан с состоянием рынка основных платформ, включая смартфоны, высокопроизводительные вычислительные машины, IoT, автомобили и цифровую бытовую электронику (DCE).

Смартфоны.

Поставки смартфонов растут, что отражает ускоренную коммерциализацию 5G, поскольку новые смартфоны 5G сократили общий цикл замены. Поскольку эта тенденция сохраняется, TSMC прогнозирует рост рынка смартфонов. В долгосрочной перспективе переход на 5G, а также повышение производительности, увеличение времени автономной работы, биосенсоры и расширение возможностей искусственного интеллекта будут способствовать росту продаж смартфонов в будущем.

Высокопроизводительная и энергоэффективная технология интегральных схем (ИС) является основным требованием производителей телефонов, а высокоинтегрированные микросхемы и передовая трехмерная конструкция корпусов являются предпочтительными решениями для оптимизации стоимости, мощности и форм-фактора (площадь и толщина ИС). Подстегиваемая потребностью в более высокой производительности для запуска приложений искусственного интеллекта, различных сложных программных вычислений и видео высокого разрешения, миграция на передовые технологические процессы, безусловно, продолжится. TSMC является признанным лидером в области технологических процессов для производства высокоинтегрированных микросхем и передовых трехмерных корпусов, и поэтому имеет все возможности для обслуживания рынка смартфонов.

Высокопроизводительные вычисления (HPC).

Платформа HPC включает в себя ПК, планшеты, игровые консоли, серверы, базовые станции и многое другое. В 2021 году рост основных поставок высокопроизводительных вычислительных систем составит 10%, что обусловлено пандемией COVID-19, циклом модернизации серверов и центров обработки данных для обеспечения быстро растущего трафика данных и удовлетворения растущих потребностей приложений искусственного интеллекта, а также продолжающимся развертыванием базовых станций 5G.

Ускоренная цифровизация, стимулируемая пандемией COVID-19, вызвала структурный рост спроса на полупроводники, связанные с HPC. По мере того, как промышленность вступает в эру 5G, все более интеллектуальный и более подключенный мир будет стимулировать огромные потребности в вычислительной мощности, а также большую потребность в энергоэффективных вычислениях. Все это потребует более производительных и энергоэффективных CPU, GPU, NPU, ускорителей ИИ и связанных с ними ASIC, что будет стимулировать общую платформу HPC к более насыщенному содержанию кремния, более совершенным технологическим процессам и передовой трехмерной компоновке. Все эти тенденции благоприятны для TSMC, учитывая технологическое лидерство компании в этих областях.

Интернет вещей (IoT).

Платформа IoT включает в себя различные типы подключенных устройств, таких как умные носимые устройства, умные колонки, умные медицинские устройства, устройства домашней автоматизации, системы наблюдения, умный город и умное производство. Благодаря цифровой трансформации, поставки устройств IoT будут расти, а основными драйверами роста станут устройства домашней автоматизации, умные часы и умные медицинские устройства.

Ожидается, что эти же факторы сохранят свою динамику и в будущем, что приведет к более чем 20% росту поставок устройств IoT. Кроме того, пандемия COVID-19 продолжает менять стиль жизни и работы потребителей, стимулируя рост числа приложений для умного дома и управления здоровьем, а предприятия также ускоряют цифровую трансформацию, стимулируя спрос на корпоративные IoT-устройства. Добавляя все больше функций искусственного интеллекта, IoT-устройства становятся все более интеллектуальными устройствами IoT, что еще больше стимулирует спрос на более мощные, но менее энергоемкие контроллеры, интегральные схемы подключения и датчики. Помимо того, что TSMC предлагает самые передовые технологии в отрасли, он также предлагает заказчикам технологические процессы с ультранизким энергопотреблением, чтобы соответствовать отраслевым тенденциям и помочь им добиться успеха на рынке.

Автомобильная промышленность.

Мировые продажи автомобилей растут, чему способствовало активное восстановление конечного спроса. Ожидается, что мировые продажи автомобилей будут расти в диапазоне от высокооднозначных до низкооднозначных показателей, что будет обусловлено отложенным спросом, улучшением поставок полупроводников и совершенствованием управления цепочками поставок.

Вся автомобильная промышленность движется в направлении "экологичнее, безопаснее и умнее", что ускорит внедрение электромобилей (EV), передовых систем помощи водителю (ADAS) и интеллектуальных кабины/инфо-развлекательных систем. Все это приведет к росту спроса на процессоры AP/ MCU/ASIC, автомобильные сети, датчики и ИС управления питанием, тем самым постоянно увеличивая содержание кремния в каждом автомобиле. TSMC предлагает широкий спектр технологических процессов, позволяющих заказчикам выпускать конкурентоспособную продукцию на автомобильном рынке.

Цифровая бытовая электроника (DCE).

Спрос на телевизоры, хотя и были стимулированны пандемией COVID-19, сократился из-за роста стоимости телевизионных панелей, что привело к снижению объемов поставок.

В то время как спрос на телевизионные приставки (STB), благодаря 4K и HDR, выросли, другие потребительские товары, такие как цифровые камеры и беспроводные телефоны, продолжали снижаться из-за стагнации спроса и доминированию смартфонов. В целом, ожидается, что рынок DCE будет снижаться с низким однозначным показателем, в то время как некоторые сегменты более высокого класса, такие как мини-LED OLED, высокая частота кадров (HFR) 4K и смарт-телевизоры, продолжают демонстрировать положительный рост.

Функции с поддержкой искусственного интеллекта, такие как улучшение качества изображения, повышение разрешения до 4K/8K и голосовое управление, все чаще включаются в телевизоры. Передовые технологии TSMC будут продолжать поддерживать клиентов в создании и дифференциации их инновационных продуктов на этом рынке.

Цепочки поставок.

В электронной промышленности существует длинная и сложная цепочка поставок, элементы которой взаимосвязаны и сильно взаимозависимы. На верхнем производственном уровне поставщикам ИС необходимо иметь достаточные и гибкие поставки, чтобы справиться с колебаниями спроса. Поставщики литейной продукции играют важную роль в поддержании работоспособности и эффективности цепочки поставок. Являясь лидером в сегменте литейного производства, TSMC предоставляет передовые технологии и крупномасштабные мощности для дополнения и поддержки инноваций, создаваемых в нисходящей цепочке.

Услуги.

Компания TSMC создала бизнес-модель Dedicated IC Foundry для полупроводников, когда она была основана в 1987 году. Сервис — это то, что отличает TSMC от обычного завода.

eFoundry.

Услуги TSMC eFoundry — это набор веб-приложений, позволяющих более активно участвовать в разработке, проектировании и логистике. Это сокращает сроки выхода на рынок, сроки поставки и сроки выпуска продукции Проектировщики имеют круглосуточный доступ к важной информации и могут создавать пользовательские отчеты с помощью онлайн-услуг eFoundry.

Advanced Packaging Services.

Передовые технологии упаковки TSMC позволяют создавать лучшие решения для внедрения инноваций в бизнес клиентов за счет совершенствования основных технологий, предоставления комплексных услуг "под ключ" и использования интеллектуальных упаковочных фабрик.

Технология 3DFabric предоставляет заказчикам свободу и преимущество при разработке продукции в виде целостной системы мини-чипов, что дает ключевые преимущества по сравнению с разработкой больших монолитных матриц. Технология TSMC 3DFabric включает в себя как фронтенд, так и бэкенд технологии, в том числе TSMC-SoIC, CoWoS и InFO.

Интегрированные услуги TSMC "под ключ", основанные на технологиях 3DFabric, обеспечивают полное решение проблем гетерогенной упаковки, например, проблем интеграции чип-упаковки (CPI), благодаря тесному сотрудничеству с поставщиками подложек, памяти и материалов. TSMC значительно сокращает время выхода продукции на рынок и время выхода на объем производства.

Используя большие данные автоматизации, TSMC создала интеллектуальную упаковочную фабрику за счет применения глубокого обучения и распознавания изображений. Машинное обучение оптимизирует производство и сокращает время производственного цикла. Благодаря расширенному распознаванию изображений TSMC создает системы защиты качества и предотвращения дефектов, чтобы обеспечить высокое качество.

CyberShuttle.

Сервис прототипирования TSMC CyberShuttle значительно снижает затраты на NRE (Non-recurring engineering — Единовременные затраты на разработку), охватывая самый широкий технологический диапазон (от 0,5 нм до 7 нм) и самый частый график запуска (до 10 запусков в месяц), и все это с помощью самой удобной в литейном сегменте системы онлайн-регистрации. С момента своего создания в 1998 году услуги CyberShuttle обеспечили сотни многопроектных пластин для тысяч устройств.

С развитием полупроводниковой технологии стоимость прототипирования новых разработок увеличилась, создавая барьер для доступа к технологиям нового поколения. Услуги CyberShuttle преодолевают этот барьер, позволяя нескольким проектам разделить затраты на изготовление компонентов с помощью многопроектного набора шаблонов. Расходы на NRE для изготовления плат значительно снижаются как при создании прототипов изделий, так и при определении характеристик схем. Услуги CyberShuttle также подтверждают функциональность подсхем и технологическую совместимость ИС, библиотек стандартных ячеек и устройств ввода/вывода.

Mask Services.

Являясь крупнейшим в мире предприятием по изготовлению микросхем, служба создания печатных плат TSMC представляет собой связующее звено между разработчиками и фабриками TSMC. Услуги по изготовлению микросхем связаны и синхронизированы между производственными предприятиями TSMC с помощью компьютерной интегрированной системы управления (CIM). Для микросхем по передовым технологиям, TSMC регулярно проводит оптический контроль приближения (OPC), преобразуя данные GDS. Кремниевые технологические инструменты и технологические материалы, а также требования к проектированию для производства (DFM) обеспечиваются моделями OPC, чтобы облегчить наибольшее окно производства. TSMC регулярно проводит проверку плат на наличие повреждений от электростатического разряда (ESD), царапин, осаждения частиц, пелликулярных рамок и старения, чтобы поддерживать каждую плату в наилучшем состоянии.

Программа FinFET Университета TSMC.

Университетская программа FinFET направлена ​​на то, чтобы открыть совершенно новую арену для исследователей и студентов, чтобы они могли исследовать свои идеи и питать свое любопытство и страсть к захватывающей и быстрорастущей области полупроводников.

Программа предлагает самые успешные в отрасли технологии полевых транзисторов с тонким поперечным сечением (FinFET – fin field-effect transistor), услуги по изготовлению многопроектных пластин (MPW – multi-project wafer) и обеспечение проектирования для 16-нанометрового (16 нм) и 7-нанометрового (7 нм) технологических процессов TSMC, охватывающих как логические, так и радиочастотные (RF – radio frequency) проекты. Работая с сервисными партнерами в Азии, Европе, Японии и США, TSMC также предоставляет обеспечение для проектирования в учебных целях, а также для исследовательских проектов, ведущих к созданию кремниевых тестовых чипов. Конструкторское обеспечение для обучения включает в себя учебные примеры проектирования и учебные материалы.