США vs Huawei vs TSMC — ликбез
 Публичный пост
17 августа 2020     705   

На днях Huawei объявили, что вынуждены прекратить производство процессоров Kirin, которые они с успехом использовали в своих смартфонах. Я хочу немного рассказать о том, как это вышло. Не совсем инсайд, но я достаточно глубоко варюсь в профильных новостях, так что, может быть, кому-то это интересно и ново.

Итак, президент США уже довольно долго ведёт торговую войну против Китая, и один из важнейших фронтов этой войны - микросхемы, потому что и рынок огромный, и сейчас без них никуда. Большой целью Трампа стала компания Huawei - мировой лидер в производстве оборудования для 5G и один из топовых производителей мобилок. Прикрываясь рассказами про национальную безопасность и недопустимость развертывания в США и странах-союзницах сетей 5G на оборудовании китайских воров и плагиаторов, Трамп начал ставить Huawei в колеса всевозможные палки. Сначала на них наложили санкции, подразумевающие полный запрет на работу с Huawei всем американским компаниям. Но потеря огромного клиента им не понравилась, и они вынудили правительство снять по крайней мере самые радикальные санкции. Впрочем, обновления андроида хуавейские телефоны перестали получать несколько дней назад, и в целом взаимодействия с американцами стало намного меньше. Но годрые (и богатые) китайцы не сдались и начали заменять американские технологии собственными, грозятся даже операционку в скором будущем сваять собственную. Тогда Трамп пошел другим путем и решил бороться с Huawei за счёт не своей, а чужой экономики и заодно ударить туда, где у Китая нет (или пока нет) собственных технологий. А именно начал давить на тайваньскую фабрику TSMC, чтобы она прекратила принимать у Huawei заказы на производство микросхем.

Современное микроэлектронное производство очень дорого (миллиарды долларов за фабрику) и, что важнее, сложно, поэтому производство аутсорсят практически все разработчики, маленькие и большие (кроме Intel и Samsung). Проектные нормы 65 нм производят несколько десятков компаний по всему миру, 14 нм - штук пять, а 5 нм - только две: Samsung в Южной Корее и TSMC на Тайване. На Тайване в принципе производится процентов шестьдесят (по стоимости) всех микросхем мира. В числе клиентов TSMC - Apple, AMD, Nvidia, Google и, до середины мая, Huawei. А дальше "извините, но мы вынуждены прекратить сотрудничество, как только выполним обязательства по уже заключённым контрактам".

Как США удалось надавить на тайваньскую компанию? Все дело в том, что микроэлектроника - предельно глобализованная отрасль, поставщиков оборудования для производства очень мало и они труднозаменимы. Часть из них, разумеется, американские, и вот через них правительство США имеет возможность влиять. Ну и, разумеется, санкции: потерять только Huawei тайваньцы сочли более перспективной идеей, чем потерять всех американских клиентов. Заодно правительство США заставило TSMC пообещать к 2024 году построить новый завод в США, с проектными нормами 5 нм. Впрочем, 2024 год ее скоро, и есть подозрения, что TSMC просто тянут время до американских выборов, надеясь, что новый президент будет более сдержанным, чем нынешний. Да и 5 нм у тому времени уже изрядно устареют, и никакие ноу-хау из Тайваня в США перевозить не придется.

А прямо сейчас, праллельно с давлением на Тайвань, США пытаются затормозить собственное китайское полупроводниковое производство, активно поднимающее голову в последние годы. На фабрике SMIC в Шанхае уже запустили производство 14 нм, а вот для апгрейда до 7 нм им не удалось закупить оборудование для ключевого этапа производства - фотолитографии. На нормах ниже примерно 45 нм голландская ASML - единственный в мире поставщик, а тамошнее правительство довольно чутко к просьбам американских коллег. Более того, похоже на то, что техподдержка уже установленного оборудования тоже может закончиться в любой момент, если кому-нибудь в Белом доме этого сильно захочется.

В итоге Huawei объявили, что будут сами себе фабрикой, полностью независимой от США и американских технологий. Начинать приходится с норм 45 нм, которые обещают уже к концу этого года. А дальше придется надеяться на китайское научное чудо, которое позволит ударными темпами повторить технологии, которые весь мир разрабатывал лет пятнадцать и которые не смогли освоить Canon и Nikon, отдав весь рынок фотолитографии ASML.

А процессоры для смартфонов в обозримом будущем Huawei придется закупать у тех, кому разрешит их продать в Китай американское правительство. Например, американская компания Qualcomm активно пробивает себе такое разрешение. При этом Qualcomm будет производить свои чипы на той же самой TSMC, которой запретили работать с Huawei напрямую.

Но, как говорят в одном хорошем сериале, таков путь.

35 комментариев 👇
Иван Лопатин, Scala-разработчик 17 августа 2020

Готовлю попкорн для гипотетического сценария, когда Китаю все это надоест, и они решат полностью или частично перекрыть США доступ к своим компаниям и заводам

  Развернуть 1 комментарий

Опасаюсь, что попкорн сеоро пригодится, потому что буквально только что США объявили о значительном расширении санкций против Хуавея. Их пытаются оставить не только без своих микросхем, но и без покупных тоже, то есть хотят совсем убить компанию на корню.

"The Trump Administration sees Huawei for what it is – an arm of the Chinese Communist Party’s (CCP’s) surveillance state".

Мне видится, что сейчас китайскому правительству уже пора жестко ответить.

  Развернуть 1 комментарий

@amartology, закроют редкоземельные металлы и привет

  Развернуть 1 комментарий

@norguhtar, как вариант. Их на самом деле довольно много, этих вариантов, посмотрим, что случится в итоге. Главный интерес в том, будет это противостояние для всех остальных благом (пока эти двое тормозят друг друга, остальные догоняют) или проблемой (если вся мировая экономика сильно уйдет вниз).

  Развернуть 1 комментарий

@amartology, а я правильно понимаю, что вощможна похожая ситуацтя, как с Россией (сову на глобус натянул), что Китай посылает куда подальше США, ну не беда, что 45нм не самый прогрессивный техпроцесс, но за то и производителям оборудования становится некому его продавать, по крайней мере не сразу. И мы получаем сначала небольшую полочку на графике Мура, а потом или большие инвестиции в какой-гибудь Вьетнам, где строют новую фабрику под 5нм для американских заказов или посыл куда подальше санкции США и поворот к Китаю?

PS Предвосхищая вопросы про сову. У России освоен техпроцесс только 90нм с горем пополам, а реально вообще мы где то на 350нм, но это слишком жирно для гражданской электроники, за то для военной норм, поэтому как бе национальные интересы соблюдены. С кучей упрощений если.

  Развернуть 1 комментарий

@VBodrov, да, ситуация похожая. Вопрос только в том, что я не верю в способность китайцев с нуля сделать полупроводниковую промышленность на низкие нормы. И конкретно не верю в то, что они смогут в EUV литографию, то есть разумный предел для них в любом случае в районе 14-12 нм.

Ну и традиционно скажу, что для военной и космической электроники большие нормы не ок, это опасное заблуждение. Весь мир уже активно фигачит аэроспейс на 20-28 нм, и российские компании тут не исключение. Свежие радхард FPGA Xilinx по 20 нм сделаны.

  Развернуть 1 комментарий

@VBodrov, в России больше и не надо. Тут классическая проблема курица и яйца. Нет завода, нет спроса. На 90нм есть стабильный спрос, вот он и живет. Военные проверили что процессоры нужные им можно делать в этот техпроцесс и успокоились.

  Развернуть 1 комментарий

@norguhtar, вы не правы сразу по нескольким пунктам. Во-первых, на 90 нм спроса нет, он доступен, но по нему ничего не производится. Во-вторых, то, на что есть спрос у военных - это процессы 65-16 нм, и их приходится производить за границей. Наши военные ничуть не менее требовательные, чем военные других стран, и точно так же хотят вычислительные мощности повыше и FPGA пожирнее.
90 нм в России - это не то, что нужно, а то, что смогли освоить. Подтверждением тому - технология 65 нм, которая на сайте "Микрона" с 2014 года зависла в статусе "находится в освоении" и все никак не освоена.

  Развернуть 1 комментарий

@amartology, насколько я помню в 90нм производят карты тройка и прочее. Или там 140?

  Развернуть 1 комментарий

@norguhtar, карты "Тройка" и все прочее крупнотиражное "Микрон" производит на 180 нм.
Процессов 140 нм не бывает в природе, есть 130, 150 или 180.

  Развернуть 1 комментарий

@norguhtar, ну и еще это все разговоры о "цифре" а копните в аналоговые микрухи, особенно в СВЧ, и увидите один только импорт, но в отечественных корпусах. Почему? Потому что если в стоимости отечественных компонентов больше, это уже и не импортное вовсе. Делай корпуса подороже и никаких проблем.

  Развернуть 1 комментарий
Vladimir Zimin, Твой куратор из 17 августа 2020

Круто, спасибо. От железок далек, но почитать о крупных поворотах, причинах и интерпретации написанные для людей интересно.

  Развернуть 1 комментарий
Марина Коняева, Думаю, что дальше 24 августа 2020

Офигенно интересно понимать откуда ноги растут у такиз историй, спасибо!

  Развернуть 1 комментарий

Читаю эту статью в процессе попытки установить гуглосервисы на новый хуавей планшет :)

  Развернуть 1 комментарий

Тут всем плевать на Huawei, чего там с эплом? Почему они Intel кинули? Intel'у конец?

  Развернуть 1 комментарий

Яблоки кинули Интел точно так же, как до того кинули PowerPC ради Интел. Ничего нового, только бизнес.

С одной стороны, продукты Intel в последнее время перестали быть безальтернативно лучшими в сегменте ПК/ноутбуков.

С другой стороны, Apple уже много лет вертикализуется. Они стали сами разрабатывать своим айфонам и айпадам и основные ядра, и графику вместо того, чтобы покупать их у ARM и Imagination, купили у Dialog работавшее на них подразделение, занимающееся power management, а у Intel - разработку модемов. И так далее и тому подобное. Экономим кажду копеечку ради роста маржи.

Поэтому перевод на собственные процессоры не только телефонов, но и компьютеров Apple на самом деле давно назревал, вопрос был в производительности ARM-решений. Но и она сейчас дошла до уровня, когда топовые ARM ничем не уступают окончательно завязшему в обратной совместимости x86, и все части паззла наконец собрались.

А Intel от потери яблок никуда не денется, и от потери части рынка в пользу AMD - тоже. Критичен для них серверный сегмент, и вот в него-то уже без особого шума, но вполне серьезно лезут и Amazon, и Google, и NVIDIA. Но пока что судьба Intel в руках самого Intel и его свежереструктурированного производственного подразделения.

P.S. Бонусный уровень переходов Яблока может начаться, если слухи будут правдивы, и ARM в следующем месяце купит NVIDIA. Полагаю, что значительная часть индустрии в этом случае начнет форсированный переход на RISC-V, и Apple может оказаться в их числе.

  Развернуть 1 комментарий

@amartology, переход на ARM десктопных процессоров вполне может же пошатнуть позиции интела на серверном рынке

  Развернуть 1 комментарий

@LionZXY, пока что признаков массового перехода non-Apple десктопов на ARM не видно. ARM-ноутбуки и тонкие клиенты доступны уже какое-то время, но их популярность минимальна. Как мне видится - в силу отсутствия Windows. У яблока этой проблемы нет, но они - исключение.
Впрочем, яблоко может стать катализатором для остальных производителей и поводом пересмотреть свое отношение для покупателей. И тогда у Intel действительно могут начаться проблемы. Но все, как мне видится, все равно кроется в Windows.

  Развернуть 1 комментарий

@amartology, ну между тем, и сам apple и тот же Samsung эксперименты в эту сторону делают. См. Самсунговский DeX, по сути дела делает из телефона десктопо-тонкий клиент.

Сам Windows учится работать с андроидом в гостях и анонсирует технологию бесшовной работы с телефоном.

  Развернуть 1 комментарий

@amartology, Насколько я вижу, признаков массового перехода на Arm не видно оттого, что по-настоящему мощные Arm процессоры только-только начали появляться. До этого все производители больше думали об энергоэффективности, чем о производительности. Но недавний амазоновский Graviton2 меня поразил. 64 честных ядра, при не самой высокой тактовой частоте, уделали мощный Intel сервер на моих задачах. Гонял вычисления Folding@Home там и там и обнаружил, что на Graviton2 примерно в два раза быстрее выходит, чем на i9-9900K 3.6 GHz (при том, что у Graviton2 clock rate 2 GHz).

Да что там говорить – нативная сборка большого проекта, состоящего из сотен тысяч файлов исходников, на Arm машине оказывается раз в пять быстрее, чем на Intel. И даже кросс-сборка на Arm под Intel быстрее, чем нативная сборка на Intel.

Конечно, Graviton2 – это пока hi-end class, и в потребительских лаптопах его и подобного класса процессоров еще нет. Но индустрия точно движется в этом направлении. Думаю, еще год-два и мы увидим большое количество Arm-based лаптопов и серверов (кроме Apple). Linux к этому уже давно готов, и Microsoft тоже активно работает над Arm версией Windows.

  Развернуть 1 комментарий

В свете этого вдвойне интересно, как индустрия отрегирует на то, что ARM купит NVIDIA.
А так вы в целом правы, движение в сторону ARM идет. С двух сторон: в серверном hi-end у x86 всегда были конкуренты хотя бы в виде того же POWER, а в носимой электронике уже совсем стирается грань между большими планшетами и маленькими ноутбуками. В том числе и в производительности. Но во втором случае все же больше завязки на легаси-софт, поэтому ждем мелкомягких.

  Развернуть 1 комментарий
Vlad Zaitsev, Architect & Product Owner 19 августа 2020

Да и 5 нм у тому времени уже изрядно устареют, и никакие ноу-хау из Тайваня в США перевозить не придется.

Это к 2024-то 5нм устареют? 14нм хватило на пять лет — когда там его сделали, в 2014-2015, а по 10нм начали выпускать только в 2019. И то массовые настольные процессоры все еще делают по 14нм, пусть и улучшенному.
Судя по тому, с каким трудом дается каждый новый шаг, к 2024 никакого 5нм не будет, а хорошо если будет массовый 10нм. И когда 5нм сделают, до следующего шага на 3нм будет минимум 5 лет (а реально, боюсь, десять).

  Развернуть 1 комментарий

5 нм уже серийно производится, 5 нм пойдут в риск продакшен в 2021 и в серию в 2022.
То, что Интел массово делает процессоры для настольных ПК, плохо говорит об Интел) Лидеры уже ушли на поколение-полтора вперёд.
Ну и не надо забывать, что их 14 нм - это 10 нм здорового человека. А также о том, что "устаревшие нормы" в данном случае не означает "ненужные", своя ниша и 800 нм есть. Вопрос именно в передаче технологических ноу-хау.

  Развернуть 1 комментарий
Михаил Санников, Продюсер потребительской электроники 26 августа 2020

Как так вышло что японцы не смогли освоить 5нм? В стране производят самые точные CNC-центры и, как следствие, лучшую прецезионную оптику в мире. Да и вообще «возьми готовое и доведи до совершенства» — синоним самой Японии.)

Что пошло не так? Чую там есть какая-то драма.

  Развернуть 1 комментарий

Мне кажется между самыми точными CNC-центрами (это в общем-то спорно, что их делают именно в Японии) и лучшей прецезионной оптикой в мире (которую совершенно точно делают не в Японии) тысячи и миллионы человекочасов и инвестиций в разработку

  Развернуть 1 комментарий

Драма состоит в том, что Canon отвалились ещё на этапе перехода с длины волны лазера 248 нм (криптон) на 193 нм (аргон), это нормы порядка 90 нм. Nikon освоили 193 нм, и, видимо, Huawei собирается применять именно их продукцию, которая обеспечивает проектные нормы порядка 40-45 нм. От точных станков до оптики на основе многокиловаттных УФ-лазеров длинный путь, и взять что-то готовое, чтоб довести его до совершенства, было решительно негде, вот и вышло так, что японцы отдали весь рынок ASML.

  Развернуть 1 комментарий

Так чисто чтобы поумничать. Насколько я знаю именно оптику: "объективы" и источники EUV/DUV, ASML сами не делают

  Развернуть 1 комментарий
Roman Pavlov, System Development Engineer 24 января в 14:30

А кто-нибудь может пояснить, почему ASML единственная фабрика в мире, которая делает EUV под самые современные техпроцессы?
У них какие-то блокирующие патенты?

  Развернуть 1 комментарий

Технология настолько сложная, что больше никто не осилил. А в ASML вливали огромные деньги на RnD всей микроэлектронной индустрией мира.

  Развернуть 1 комментарий

Все равно не понятно: если технология есть, то почему второй станок по производству станков не поставить.

  Развернуть 1 комментарий

М - монополия

  Развернуть 1 комментарий

У ASML достаточно мощностей, чтобы удовлетворить спрос. А у конкурентов нет технологии.

  Развернуть 1 комментарий

Буквально недавно США засунула под санкции торговлю акциями/сотрудгичеством с компаниями из Китая военного/двойного назначения, таких как чайна телеком

Достаточно серьезная эскалация торговой войны

  Развернуть 1 комментарий

Посмотрим, изменится ли что-то при Байдене, и если изменится, то в какую сторону.

  Развернуть 1 комментарий

После того как китай в 10й раз заразил мир опасным вирусом - им нужна встряска

  Развернуть 1 комментарий

😎

Автор поста открыл его для большого интернета, но комментирование и движухи доступны только участникам Клуба

Что вообще здесь происходит?


Войти  или  Вступить в Клуб