GlobalFoundries končí s výkonným křemíkem. 7nm proces pro čipy AMD a IBM byl zrušen

Během včerejší noci přišla velmi závažná zpráva z polovodičového průmyslu. Společnost GlobalFoundries, která původně vznikla z továren AMD, končí s vývojem špičkových výkonných výrobních procesů a stáhne se do specializovaných trhů. Platí to okamžitě. To znamená, že společnost zcela zrušila i svůj 7nm proces (a také všechny na něj navazující budoucí), na němž se měly příští rok vyrábět i čipy pro AMD.  

7nm proces od GlobalFoundries je mrtev

Toto nečekané oznámení je součástí změny strategie firmy. GlobalFoundries se léta pokoušela etablovat se jako alternativa k TSMC a nabízet proces víceméně konkurenceschopný s aktuálně nejnovějšími technologiemi. Během posledních let ale nebyla schopná dosáhnout toho, aby se investice do tohoto vývoje vrátily. Nyní proto zápas o čelo závodu vzdává a místo 7nm a ještě pokročilejších procesů se bude věnovat specializovaným technologiím. Má jít například o analogové a RF čipy, IoT nebo čipy pro vozidla.

Práce v tzv. cleanroomu továrny GlobalFoundries (Zdroj: GlobalFoundries)

GlobalFoundries tedy neuvede na trh svůj proces 7LP, jenž měl umožňovat až 5GHz čipy, a nebude na něm vyráběn žádný produkt. Stejně tak také GlobalFoundries nerozjede ani technologii EUV. Nadále bude ale rozvíjet technologii FD-SOI s procesy 22FDX a jeho následníky. Zároveň také bude dál vyrábět na svém 14nm/12nm procesu, který má být také ještě dále rozvíjen. Je dobré připomenout, že tato technologie je původně licencována od Samsungu, jelikož ani původní vlastní proces 14XM GlobalFoundries nedotáhly k úspěšnému komerčnímu nasazení. Firma poté převzala polovodičovou divizi IBM, ale tato infuze zřejmě přijde vniveč. Je potvrzeno, že na ní založená 7nm technologie na trh nepřijde.

Proces 7LP of GLobalFoundries měl umožňovat výrobu vysoce výkonných procesorů

Bezprostřední příčiny nejspíš ekonomické

Důvody budou patrně v prvé řadě ekonomické a tento vývoj tedy nemusí znamenat, že by 7nm technologie GlobalFoundries/IBM selhala. Už se asi nikdy nedovíme, jaký by proces reálně byl. GlobalFoundries pravděpodobně selhaly proto, že nedokázaly zabrat dost velkou část trhu na to, aby z tržeb byly schopné zaplatit rozsáhlé fixní náklady spojené s vývojem technologie a investicemi do továren. Nové investice se firma snažila v posledních kvartálech přilákat. Poukazovala třeba na to, že dostupnost pokročilé polovodičové technologie na území USA by byla dobrá ze strategického/bezpečnostního hlediska. Nicméně se to asi nepodařilo a ani holding Mubadala z Abú Zabí, který GlobalFoundries vlastní, tyto investice nechtěl financovat.

Vývoj procesů první kategorie se totiž v každé generaci víc a víc prodražuje a komplikuje. To znamená, že firma musí mít čím dál větší tržby a objem výroby proto, aby byl pro ní rentabilní. Už prakticky dvacet let se proto snižuje počet společností, které na každou novou generaci přecházejí. Z desítek firem, které měly/mají například 130nm proces, už na 14nm zbylo pár jmen a stejný mechanismus nyní dohonil GlobalFoundries při pokusu o přechod na 7 nm.

Přehled toho, jak v jednotlivých generacích výrobních procesů postupně odpadali polovodičoví výrobci (Zdroj: Universita di Bologna & STMicroelectronics). Graf není úplně aktuální, IBM a ST Microelectronics skončily na 14 nm a GlobalFoundries nyní také. SMIC se dostala na 28nm generaci a chystá 14nm proces s FinFETy, ale s mnohaletým skluzem za předními výrobci. UMC se také v druhé vlně dostalo až na 14nm proces

Změna strategie a zaměření se na rozvoj větších procesů pro speciální trhy samozřejmě má svá rizika. GlobalFoundries už asi nebude moci vyrůst tak, aby se mohlo měřit s TSMC, ale stále většímu/bohatšímu TSMC stejně neuteče. To patrně bude mít snahu mu do jeho nového speciálního písečku pořád lézt. Každopádně by ale GlobalFoundries mohlo ořezáním nákladů dosáhnout na ziskovost a dlouhodobou rentabilitu. Kromě přeorganizování a přesměrování vývoje také GlobalFoundries propustí asi 5 % zaměstnanců ve státě New York.

Dopad na AMD?

Tato zpráva na první pohled zní jako obrovský průšvih pro AMD. To je totiž hlavním klientem GlobalFoundries a na jeho procesích vyrábí všechny procesory a také GPU Polaris a Vega. AMD mělo podle původních předpokladů už příští rok na 7nm procesu GlobalFoundries vyrábět procesory s jádry Zen 2. Ovšem minulý měsíc AMD překvapivě přiznalo, že nacházející druhá generace Epyců používá již čipy ze 7nm procesu TSMC. V té době to vyvolávalo značné otázky, nicméně nyní je už asi jasné, co bylo důvodem. Příprava procesorů u TSMC byla sice možná původně plán B, ale asi se z něj už před delší dobou stal plán A. Jen se se zveřejněním čekalo na to, až GlobalFoundries svůj exit oficiálně potvrdí.

Vzorky 7nm procesorů Epyc a GPU Vega 20, Computex 2018 (foto: Heise.de). AMD později prozradilo, že je vyrábí TSMC

AMD již na tuto bombu od GlobalFoundries bylo připraveno, protože okamžitě veřejně oznámilo, že 7nm čipy pro rok 2019 budou vyráběné u TSMC – a totéž platí i pro GPU Vega 20 a nadcházející generaci Navi. Výsledky jsou s Nimi prý velmi dobré, ale je jasné, že oficiální vyhlášení firmy nic jiného tvrdit nemohou. Přechod na novou metodiku a technologie je samozřejmě i rizikem. Na druhou stranu i 14nm proces de facto byl pro AMD takovou novinkou, protože nenavazoval na předchozí 32nm a 28nm technologie. Každopádně u GlobalFoundries už AMD bude odebírat jen 14nm a 12nm čipy, jejichž výroba ještě nějakou dobu poběží. Jaké budou finanční dopady toho, že GlobalFoundries nyní bude muset změnit smlouvy s AMD, zatím neznáme. V roadmapě a chystaných procesorech a GPU ale podle AMD tyto události už údajně žádnou změnu nezpůsobí.

Problémy i pro IBM

Vedle AMD bychom ale neměli zapomenout na IBM. Jeho procesory Power jsou pevně svázané s výrobními procesy GlobalFoundries, jelikož jí „Velká Modrá“ svůj polovodičový provoz přenechala. Bylo to za podmínky, že GlobalFoundries bude deset let vyvíjet výkonné procesy právě pro použití firmou IBM. Ale pokud byla 7nm generace a potažmo také technologie EUV zrušena, tomuto závazku nebude GlobalFoundries schopné dostát. Opět zde asi bude muset být nějaká změna smluv a pravděpodobně finanční narovnání.

Procesor Power9 a server IBM Power System AC922

Jak se ale se ztrátou výrobního partnera vyrovná program procesorů Power, to je jiná otázka. 7nm asi měly být nejdříve procesory Power10 v roce 2020, možná ale dokonce až následující generace. IBM tedy má víc času než AMD, také ale pravděpodobně bude muset přejít k TSMC. Komplikované je to tím, že pro Power vyžaduje speciální náročnější technologii. Naopak AMD se v minulosti přeorientovalo na jednodušší standardní procesy.

Na světě zbyli už jen tři hráči se špičkovým křemíkovým procesem

Pro polovodičový průmysl obecně bude ovšem asi odchod GlobalFoundries z oblasti špičkových výrobních procesů ztráta a potenciální problém. Počet firem, které nabízejí takovou službu zákazníkům, se totiž scvrkne na dvě: dominantní TSMC a sice agresivní, ale přece jen menší a méně osvědčený Samsung (který je navíc pro výrobce mobilních čipů konkurentem). Jeho odpadnutí by už bylo kritickým problémem kvůli ztrátě konkurence a dominantnímu postavení zbývajícího TSMC. Tento byznys je totiž nesmírně náročný a těžko do něj vstoupí někdo zcela nový.

Kromě zmíněné dvojice bude špičkové procesy vyvíjet už jen Intel. Ten chtěl sice také fungovat jako zakázkový výrobce, bohužel v tom však momentálně nemá pozitivní výsledky. V současné situaci by ale asi bylo hodně třeba, aby se jako kvalitní Foundry dodavatel nakonec etabloval. To samozřejmě za podmínky, že se mu podaří překonat problémy, do kterých se jeho program dostal na 10 nm, a zůstane na špičce. Další možností je asi už jen to, že by snad masivní vládní investice dokázaly špičkového výrobce vytvořit v Číně…