¿Quién es quién en la microelectrónica mundial?
Noticias típicas sobre electrónica a principios de 2020: "Intel probablemente no hará un pedido de producción con TSMC, pero está considerando una asociación con GlobalFoundries". ¿Quiénes son Intel? Todos lo entienden, pero ¿qué son GlobalFoundries y TSMC? Cuando los árboles eran grandes, cada compañía microelectrónica producía independientemente sus propios microcircuitos, o incluso equipos basados en ellos, como algunos Toshiba o IBM. Desde entonces, ha fluido mucha agua, la producción ha aumentado de precio, la complejidad de los dispositivos ha aumentado y docenas de empresas de alta tecnología de tres continentes participan en la creación de un dispositivo tan mundano y extendido como un iPhone. El tamaño del mercado mundial de chips y dispositivos semiconductores se estima en más de $ 400 mil millones,pero no todos los gigantes de este mercado tratan con usuarios finales y a menudo aparecen en las noticias. Pero cuando aparecen, pueden ser confusos. Para evitar que esto suceda, intentaré describir brevemente quién es quién.Descargo de responsabilidad importante: habrá muchas cifras en el artículo, principalmente financieras, pero tenga en cuenta que no soy un verdadero analista financiero, sino solo un ingeniero armado con Google.Mercado
Comencemos con el mercado en el que las compañías de semiconductores están tratando de ganar dinero. Su volumen anual a partir de 2019 se estima en 400-500 mil millones de dólares en ingresos anuales. Una distribución tan amplia se debe al hecho de que debido a la guerra comercial entre Estados Unidos y China, en lugar del crecimiento esperado, hubo una caída, por lo que, por un lado, la estimación más baja está más cerca del estado real, pero la superior muestra hacia dónde podría ir el mercado en este momento si la situación geopolítica se calma. . A modo de comparación, el mercado global de dispositivos finales electrónicos es más de un billón y medio de dólares, incluidos los teléfonos inteligentes en 2018 excedieron los 480 mil millones. En comparación con el mercado no (bastante) electrónico, los fabricantes de automóviles de todo el mundo reciben 450 mil millones en un cuarto.Figura 1. El mercado mundial de microelectrónica (ingresos) por consumidor final.La segmentación en esta figura es muy vaga, pero asumiremos que da una idea general. Los servidores probablemente están incluidos en la computadora, y las comunicaciones son principalmente teléfonos inteligentes. También me gustaría señalar el 1% de la orden estatal (los ingenieros electrónicos rusos se ríen nerviosamente) y el 12% de la industria automotriz. Este 12% es importante porque, a diferencia de los otros mercados más o menos establecidos y comprensibles, la cantidad de productos electrónicos en los automóviles está creciendo rápidamente: estos son sistemas de asistencia al conductor, un accionamiento eléctrico y solo pantallas en lugar de indicadores en el panel.Figura 2. Mercado mundial de microelectrónica (ingresos) por tipo de producto. FuenteEn esta figura, vemos qué chips se venden. Tenga en cuenta que estas no son piezas, sino dinero. El 5% de componentes discretos de centavo en piezas daría mucho más que un microprocesador de cien dólares. La mayor parte está en la memoria, es principalmente DDR y flash. Los volúmenes de mercado son tales que los fabricantes clave están ocupados solo con memoria o casi solo con memoria. Esto también se ve facilitado por el hecho de que tanto el DDR como el flash multinivel requieren opciones tecnológicas especiales que generalmente no se encuentran en los procesos para otras aplicaciones. La lógica es todos los circuitos digitales que no son memoria o procesadores: módems, interfaces, microcontroladores, y así sucesivamente. Componentes optoelectrónicos: principalmente LED (que reemplazan activamente las lámparas incandescentes) y elementos sensibles de las cámaras de fotos y video. Ahora veamosquien está haciendo todo este dinero loco.El mas grande
Tabla 1. Las 10 principales empresas de semiconductores por ingresos en 2019.¿Qué vemos aquí? Con Intel, Samsung, Toshiba y Nvidia, todo está más o menos claro, estas compañías están constantemente en la audiencia. SK Hynix (anteriormente división de semiconductores de Hyundai) y Micron se especializan en memoria. TSMC es el fabricante por contrato de microchips más grande del mundo (más sobre esto más adelante). Broadcom y Qualcomm son líderes en chips de comunicaciones, mientras que Texas Instruments es líder en chips analógicos. Vale la pena señalar que estas diez compañías son dos tercios de todo el mercado, y el resto básicamente recolecta lo que los gigantes no tuvieron en sus manos. Sin embargo, el tercio restante del mercado sigue siendo enorme, y muchas grandes y pequeñas empresas están trabajando en él, muchas de las cuales toman decisiones únicas, aunque de nicho.Una adición importante a la tabla es que muestra solo los ingresos de las ventas de microchips. Por ejemplo, los ingresos totales de Toshiba son aproximadamente tres veces los de su división de semiconductores. Los ingresos anuales totales de Samsung son más de doscientos mil millones de dólares. Como puntos de referencia para la comparación, puede usar Apple (aproximadamente 260, de los cuales su propio diseño de chip corresponde a aproximadamente 7 mil millones), Microsoft (125), Gazprom (120). La escala de la electrónica rusa se puede ilustrar con los tamaños de Rostec ($ 28 mil millones) y Micron ($ 0.16 mil millones).Una cosa más: tres compañías de la lista (Broadcom, Qualcomm, Nvidia) no tienen su propia producción de chips. Por una extraña coincidencia, los tres, siendo los grandes del llamado modelo fabless, externalizan la producción de sus chips en la fábrica taiwanesa de TSMC (aunque no solo en él). Muchas compañías con su propia producción, pero haciendo los pedidos a la fundición como mínimo y, en consecuencia, los estándares de diseño más caros, hacen lo mismo.Figura 3. Una de las placas iphone 3G (2008).Figura 4. Dos placas con iphone XS (2018).En estas dos figuras, puede ver cómo la integración en la electrónica comercial ha progresado durante una década. En lugar de un gran conjunto de microcircuitos pequeños y componentes pasivos discretos, todo lo que es posible ahora está empaquetado en sistemas funcionales complejos en un chip, en aras de reducir el tamaño y el área del tablero, reducir el consumo de energía y abaratar la producción. Al mismo tiempo, se puede observar cómo Apple ha intensificado su propio desarrollo de chips en diez años. Y desde el lanzamiento del iphone XS en la foto, Yabloko ha sido comprado por equipos que fabricaron la mayoría de los chips etiquetados como productos Intel (módems, los principales competidores de Qualcomm) y Dialog (chips de administración de energía) en las figuras. Pero incluso con esto en mente, uno puede ver que un teléfono celular trivial es un producto de cooperación de una docena de compañías microelectrónicas y quién más sabe cuántas compañíassus proveedores y subcontratistas.Producción
Como puede ver, en la parte superior de la tabla 1 hay empresas de cuatro países: Estados Unidos, Japón, Corea y Taiwán. ¿Significa esto que toda la producción mundial de microcircuitos se concentra en estos países? Si y no. Ya he dicho que al menos tres de las diez compañías producen sus chips en Taiwán. Hay fábricas de Intel, además de EE. UU., En Israel e Irlanda, y las fábricas estadounidenses de Micron también se encuentran en Taiwán, Singapur y Japón. En general, la imagen de la producción mundial se ve así:Figura 5. Producción mundial de semiconductores por región, en miles de obleas equivalentes de doscientos milímetros por mes.
Como puede ver, Taiwán, Corea y Japón representan más de la mitad de la producción mundial, y si agrega China y Singapur y Malasia, que ocupan una gran parte del "resto del mundo", el sudeste asiático ocupará las tres cuartas partes de la producción mundial. Tenga en cuenta que la figura no muestra dinero, sino el número de platos. Al mismo tiempo, las planchas hechas de acuerdo con estándares de diseño más sutiles son más caras y generalmente generan más ganancias. Si tiene en cuenta los estándares de diseño, la imagen es aún más interesante.Figura 6. Distribución de la producción global de chips por estándares de diseño.¿Qué vemos en esta figura? La primera es que la mitad de la producción mundial se realiza de acuerdo con los estándares de 28 nm y superiores (y esta mitad en volumen da más de dos tercios del dinero). El segundo: los estándares más sutiles se desarrollan desproporcionadamente en Japón y Corea (esto es una consecuencia de la colocación de fábricas especializadas para la memoria allí), mientras que las normas para la producción taiwanesa contratada en su mayoría se distribuyen de manera más uniforme. El tercero es la ausencia de la India. Paradójicamente, el hecho es que en la India todavía no hay producción de semiconductores, y en general, la microelectrónica ha sido hasta hace poco extremadamente atrasada. Sin embargo, en los últimos años, los famosos programadores de outsourcing de India también están dominando el diseño de microcircuitos, y el desarrollo en India está creciendo a pasos agigantados debido a la excelente combinación de calidad y costo laboral. Y el cuarto, entre las regiones,donde todavía hay fabricación de chips, Europa está claramente rezagada. En el Viejo Mundo, de hecho, solo hay cuatro fábricas de 300 mm: la fábrica de Intel en Irlanda, la fábrica de STM en French Croll, la fábrica de GlobalFoundries en Dresde (esta es la misma fábrica de AMD cuyo antiguo equipo fue comprado por el sufrido Angstrom-T) y la fábrica de Infineon también en Dresde Recientemente se comenzó a construir otra fábrica de STM en las cercanías de Milán, y eso es todo.Sin embargo, los viejos estándares de diseño también son un mercado multimillonario, y con un uso hábil, tales fábricas pueden generar ganancias significativas. Se están rediseñando equipos obsoletos para la producción de electrónica de potencia, MEMS, LED e incluso componentes discretos. Una nueva moda en equipos diseñados para trabajar con obleas de 100 y 150 mm es la transición al carburo de silicio, que es extremadamente popular en la electrónica de potencia de rápido crecimiento. Entonces, por ejemplo, STM lo hizo con su fábrica en Catania siciliana, y ahora, en lugar de vegetar, es el principal proveedor de transistores de potencia para el modelo 3 de Tesla. Las fábricas con obleas de 200 mm ya dominan elementos discretos de silicio con poder y principal, y el mismo carburo será el siguiente paso para ellos.Figura 7. Comparación de la producción en placas de 200 mm en 2006 y 2018. Tenga en cuenta que el volumen total de producción casi no cayó, a pesar de la obvia obsolescencia de los estándares de diseño (200 mm es 130 nm o más). La "evidencia" de obsolescencia es claramente visible en el cambio en la parte de la memoria en el volumen total de producción: no hay razón para que permanezca en estándares más estrictos si hay otros más delgados.Equipo
Uno de los principales problemas de la producción microelectrónica es su rápido aumento de precio con cada nuevo paso de los estándares de diseño. Las fábricas modernas cuestan miles de millones, o incluso decenas de miles de millones de dólares, y los precios de las plantas tecnológicas son decenas de millones cada uno. El mercado anual total para la fabricación de equipos es de aproximadamente $ 50 mil millones.2. .En la producción de equipos, en general, solo hay EE. UU. Y Japón. Solo la compañía holandesa ASML, que se dedica a una esfera relativamente estrecha, la litografía, pero que tiene más del 80% del mercado mundial (Canon y Nikon luchan por el resto), queda fuera de la imagen general. Además, con los estándares de diseño avanzados, ASML es un monopolista, lo que, a mi gusto, es muy sorprendente y de vez en cuando conlleva consecuencias interesantes. Por ejemplo, más recientemente, el programa de actualización de microelectrónica chino se topó con el hecho de que el gobierno holandés, a solicitud del estadounidense, prohibió a ASML suministrar los últimos steppers litográficos a China. En general, existen limitaciones ITAR para estos fines, pero para sorpresa de los estadounidenses, los productos ASML resultaron tener menos del 25% de las tecnologías estadounidenses requeridas, y en lugar de la prohibición habitual de la casa, tuvieron que inclinarse ante los holandeses.Fundición
Como dije anteriormente, cuando el equipo de producción era barato, todas las compañías de microelectrónica desarrollaron y fabricaron sus propios microcircuitos, y muchos fabricantes de equipos electrónicos tenían su propia producción de microcircuitos para las necesidades domésticas. Pero ya en los años setenta, el umbral de entrada comenzó a crecer, y se hizo muy difícil para las nuevas empresas de garaje prometedoras ingresar al mercado. Para resolver este problema, la compañía MOSIS se creó en la Universidad ISI del Sur de California, recogiendo pequeños pedidos de todos y colocándolos en grupos en las fábricas de grandes empresas que estaban subcargadas con su propia producción. Aunque la experiencia resultó exitosa y contribuyó significativamente al desarrollo de la microelectrónica, incluidos los primeros experimentos con arquitecturas RISC, los clientes de terceros siempre tuvieron menor prioridad en las fábricas que en las internas, lo que no ayudó a las empresas.Un importante punto de inflexión en la industria provino de un ingeniero taiwanés llamado Morris Chang. Nacido en China continental en 1931, dejó la universidad en 1948 para estudiar en los Estados Unidos, donde hizo una carrera exitosa en la cima de la cual fue vicepresidente de Texas Instruments y CEO de General Instrument. En 1985, cuando Chang estaba a punto de retirarse, el asesor del presidente de Taiwán y el ex primer ministro Sun Yunxuan (llamado arquitecto de convertir el país en una poderosa potencia industrial) lo invitó al puesto de director del Instituto de Investigación de Tecnología Industrial (ITRI). Entonces Chang regresó a su tierra natal y tuvo la oportunidad de hacer realidad su idea de larga data: crear una fábrica que no desarrolle y venda nada por sí misma,y se concentra únicamente en el desarrollo de tecnología para las necesidades de terceros. Esta fábrica fue fundada en 1987 bajo el nombre de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company o TSMC.El modelo de negocios TSMC resultó ser extremadamente exitoso y permitió convertir el modelo sin fama en un enorme sector estable de la economía global, dar a las pequeñas empresas de todo el mundo acceso a tecnologías avanzadas y hacer de Taiwán una de las economías mundiales más importantes. Por supuesto, TSMC tenía muchos seguidores, pero fue esta fábrica la que tuvo más éxito, con un poco más de la mitad del contrato mundial de fabricación de microchips y desarrollando activamente los estándares de diseño más avanzados. Los clientes de TSMC van desde gigantes como Apple y AMD hasta compañías muy pequeñas en todo el mundo.Tabla 3. Mayor fabricación por contrato de microchips a partir de 2019. Para Samsung, las cifras indicativas se dan solo para la fabricación por contrato para clientes externos.Como puede ver, para ganar buen dinero, no es necesario tener la tecnología más moderna, aunque todavía vale la pena tener algo bueno. Bueno, sin embargo, no necesariamente significa estándares de diseño. Por ejemplo, GlobalFoundries, abandonando la lucha contra el trío TSMC-Samsung-Intel al adoptar los estándares de 7 nm necesarios para los procesadores de segmento de consumidores, confió en los FDSOI de 12-28 nm, que son prometedores para Internet de las cosas y los procesos de microondas, y varias docenas que quedaron atrás. Las fábricas ofrecen integración en un solo chip de lógica y transistores de potencia de alto voltaje, elementos para circuitos de microondas y otros "chips" en demanda en chips industriales y automotrices especializados.8. FDSOI . FDSOI MOSFET, ( FinFET), , .Figura 9. Tecnologías de TowerJazz.Y aquí está la oferta de la fábrica israelí-estadounidense TowerJazz (Tower es la parte israelí, y Jazz es la estadounidense). La lógica del procesador digital se ha detenido en el nivel de 45 nm, pero la oferta ha crecido activamente en amplitud, cubriendo muchas otras aplicaciones. Tres líneas de tecnologías de radiofrecuencia, dos líneas de procesos analógicos y de potencia, chips ópticos y MEMS, así como la disponibilidad de certificación automotriz y militar pueden satisfacer las necesidades de varios clientes, formando una cartera de no pocos pedidos grandes, sino de un gran número de pequeños.Fabless
Tabla 4. Los mayores desarrolladores de chips fabless.De todas las compañías mencionadas en el artículo, los participantes en esta tabla son los más comprensibles para la persona promedio. Qualcomm Snapdragon es el estándar de facto de procesadores para teléfonos móviles en Android; Broadcom, una variedad de equipos de red (y un chip en la Raspberry Pi), Mediatek y HiSilicon, también son conocidos como fabricantes de accesorios para teléfonos, con manzanos y AMD, todo está claro sin mí. Xilinx es un poco más complicado, pero todos los que alguna vez escucharon el término "FPGA" son conscientes de ellos, y Marvell y Novatek ya son tan pequeños que solo los especialistas y los jugadores de intercambio necesitan saber sobre ellos.¿Pero cómo entre las compañías sin sus propias fábricas era una compañía tan antigua y respetada como AMD? La respuesta a esta pregunta es bastante simple: en 2009, inmediatamente después de la devastadora crisis financiera, AMD, como parte de una campaña de recuperación comercial, separó su producción en una compañía separada llamada GlobalFoundries y la vendió a inversores de los Emiratos Árabes Unidos, convirtiéndose en un cliente ancla para la nueva compañía ( de hecho, simplemente dejando todo como estaba, pero reduciendo los costos de infraestructura). Después de eso, los mismos inversores compraron y se unieron a GloFo una gran fábrica de Singapur Chartered Semiconductor (también asociada con AMD) y una división de semiconductores de IBM (incluidas, entre otras, fábricas en las cercanías de Nueva York que fueron admitidas en la industria de defensa de los EE. UU.). El conglomerado resultante se convirtió en la segunda fábrica por contrato más grande del mundo (sin embargo,cinco veces más pequeño que TSMC) con fábricas en los Estados Unidos, Alemania, Singapur. Dato curioso: GloFo es el mayor empleador privado en el estado estadounidense de Vermont.La posterior carrera armamentista con los líderes, TSMC y Samsung, no terminó muy bien para GloFo, con la pérdida de su mayor cliente (AMD) como resultado de la incapacidad de lanzar estándares de 7 nm. Sin embargo, este shock fue beneficioso para la empresa y permitió iniciar el proceso de disposición de activos inconvenientes y la reorientación (aunque forzada) a otros mercados, como resultado de lo cual la posición financiera de GloFo ha mejorado significativamente. AMD parcialmente devuelto (para chips de E / S, que son adecuados para estándares de 14 nm), aparecieron pedidos en las áreas de Internet de las cosas y 5G. En las últimas semanas, también hay rumores de que la fábrica tiene la posibilidad de obtener un sabroso contrato de Intel, que carece de sus propias capacidades a 14 nm. Si el acuerdo se concreta, y las antiguas fábricas de AMD producirán chips azules, es bastante irónico.IP y CAD
En general, la propiedad intelectual es una propiedad intelectual, pero en la industria de los semiconductores se utiliza activamente el concepto de "núcleo IP". Dichos núcleos son partes completas de diseños que los desarrolladores no producen, pero venden a otros desarrolladores. Tal enfoque permite a las empresas que venden microcircuitos comprar bloques estándar ya preparados (por ejemplo, controladores de interfaces populares), creando de forma independiente solo esa parte generalmente pequeña del chip que constituye el conocimiento y crea el principal valor agregado. Lea más sobre el ecosistema de IP aquí.y ahora diré que este mercado es relativamente pequeño (alrededor de $ 3.5 mil millones), pero que crece constantemente (se espera duplicar en cinco años) e importante para la industria en su conjunto porque su existencia reduce en gran medida el tiempo de comercialización y mejora la calidad del estándar repuestos, que están profundamente involucrados en el tema de los profesionales (bueno, en teoría), y no en los equipos auxiliares de fabricantes de chips.Probablemente esté familiarizado con el jugador clave en el mercado de IP de semiconductores: es una compañía ARM que desarrolla núcleos de procesadores del mismo nombre y los licencia a todos, por ejemplo, a casi todos los fabricantes de procesadores para teléfonos móviles. La participación de ARM en el mercado de IP de semiconductores es del 45-50% ($ 1,6 mil millones en ingresos en 2018), los otros dos grandes jugadores son las subdivisiones IP de los fabricantes de CAD Synopsys (629 millones de 3300) y Cadence (189 millones de 2100). El tercio restante del mercado se distribuye casi por igual entre cientos de pequeños equipos especializados en algunas tareas estrechas.El mercado electrónico de CAD, del cual el mercado de IP a veces se considera parte, es de aproximadamente $ 10 mil millones. Además de los Synopsys y la Cadencia mencionados anteriormente, los "Tres Grandes", que controlan casi todo el mercado, incluyenMentor, un negocio de Siemens (anteriormente conocido como Mentor Graphics) con ingresos de $ 1.3 mil millones. Una característica interesante del mercado microelectrónico de CAD es que los productos de las empresas competidoras no solo son compatibles entre sí, sino que incluso pueden integrarse entre sí, lo que permite a los desarrolladores ensamblar la ruta de diseño de acuerdo con los detalles de la tarea.Figura 10. La ventana Cadence Virtuoso y una de las pestañas, que en realidad es el software Calibre desarrollado por Mentor Graphics. Como puede ver, Stirlitz no dio nada, excepto por un color gris más cálido. Y sí, el software moderno de diseño de microchip se ve exactamente así. Esto sigue siendo una interfaz gráfica, no una línea de comando.Si no es silicio, ¿quién?
A pesar de la enorme cantidad de dinero invertido en el desarrollo de alternativas de silicio, que obviamente no se trata ni siquiera del aspecto económico y tecnológico, sino del techo físico, no se puede esperar nada sustancial en los próximos años. Los candidatos que parecen ser el "material del futuro" van y vienen (arseniuro de galio, nanotubos de carbono, grafeno, etc.) y los transistores MOS de silicio no van a ninguna parte. Sin embargo, hay bastantes nichos de mercado en los que otros materiales compiten con éxito con el silicio, o incluso lo desplazan por completo. Estos nichos, por un lado, representan en el mejor de los casos un pequeño porcentaje del mercado total y, por otro lado, estamos hablando de miles de millones de dólares.Se estima que casi mil millones de dólares son el mercado de emisores de láseres de semiconductores, que son heteroestructuras complejas de GaAs, AlGaAs, InGaAs, etc. Por cierto, Zhores Alferov recibió el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de estas heteroestructuras. O, por ejemplo, LED, también hechos de heteroestructuras basadas en materiales A 3 B 5 , que penetran rápidamente en nuestra vida cotidiana; mientras que el mercado de LED vale unos pocos miles de millones, pero el mercado mundial de iluminación de diodos ya ha superado los cincuenta, y se espera que continúe creciendo al menos hasta que las lámparas incandescentes desaparezcan por completo.Otra historia interesante es el mercado de dispositivos de alto voltaje de alta potencia, donde los transistores MOS de silicio y los IGBT comenzaron a ceder rápidamente a los transistores MOS de carburo de silicio (SiC) y a los transistores de alta movilidad de electrones (HEMT) basados en nitruro de galio (GaN). Y aquellos y otros principiantes debido a las mejores propiedades del material pueden lograr mejores parámetros que el silicio puede proporcionar incluso en teoría. Los mismos dispositivos más nuevos quitan parte del mercado de microondas de GaAs, gracias, por ejemplo, a un mejor rango de temperatura. Los principales mercados donde se introducen nuevos productos son automóviles eléctricos, estaciones base de redes 5G y, por ejemplo, cargadores para teléfonos móviles.Y en las noticias escriben regularmente que algunos científicos han logrado un gran avance en el uso de un nuevo semiconductor. Todos estos mensajes, por supuesto, deberían dividirse entre diez, pero incluso con esto en mente, muchos materiales interesantes nuevos están realmente en camino: óxido de galio (Ga 2 O 3 ), diamante, nuevas variantes de compuestos A 3 B 5 y A 2 B 6 , perovskitas - Esto es justo lo que vi en las noticias en los últimos meses. Ninguno de ellos reemplazará el silicio, pero harán que nuestros paneles solares sean más eficientes, que Internet sea más rápido y que los láseres sean más adecuados para la instalación en enormes robots humanoides.Un poco diferente
El mercado de la microelectrónica, por supuesto, no se limita a lo anterior. A su alrededor hay muchos más mercados relacionados, por ejemplo, equipos de medición con gigantes como Keysight (4,3 mil millones), Rohde & Schwarz (2,04 mil millones) e National Instruments (1,02 mil millones). O la producción de obleas de silicio propiamente dichas, en las que se hacen chips, es también un mercado de diez mil millones de dólares, con sus propias ballenas, que una persona común nunca escucha. Sí, hay una persona común, incluso yo, como diseñador de chips, conocía solo a uno de los cinco principales fabricantes de sustratos antes de comenzar este artículo, y solo porque el francés Soitec es el líder en sustratos de silicio en un aislante, por lo que tengo un interés profesional. Por cierto, la popularidad de los sustratos de SOI está creciendo rápidamente y, lo curioso es que,Los líderes en su uso son las fábricas europeas GlobalFoundries y STM, que trabajan con procesos técnicos de FDSOI para Internet de las cosas y circuitos de radiofrecuencia conectados. Ah, sí, por si acaso: el mayor fabricante mundial de sustratos de silicio es la empresa alemana Siltronic, cuya sede se encuentra en la ciudad bávara de Burghausen con una población de dieciocho mil personas.
¿Y qué hay de Rusia?
Quería prescindir de esta sección porque es demasiado triste, pero sería deshonesto para los lectores. Entonces, el volumen del mercado ruso de microelectrónica es el 0.7% del mercado mundial, y las empresas de la industria de defensa proporcionan la mayor parte de este volumen. Según los resultados de 2019, el mayor fabricante de chips (Mikron) tuvo ingresos de alrededor de 10 mil millones de rublos ($ 160 millones o 0.5% de TSMC) y, por primera vez en diez años (!) No resultó no ser rentable. A modo de comparación, los ingresos de Yandex para 2018 son 126 mil millones de rublos.En 2007, Mikron autorizó procesos de fabricación de 180 y 90 nm de la empresa franco-italiana ST Microelectronics. Los procesos de Micron con estándares de 180 nm están diseñados para la producción de etiquetas de radiofrecuencia (RFID), que ya puede encontrar en boletos de transporte público y, en el futuro, en todo lo que se puede marcar: abrigos de piel, pasaportes e incluso gafas inteligentes. A 90 nm solo hay producción piloto y de pequeña escala. Al mismo tiempo, Micron funciona como una base (de acuerdo con los estándares de 180 y 240 nm) para muchas compañías rusas sin fama, siendo uno de los principales centros de sustitución de importaciones de microcircuitos de doble uso sancionados. Al mismo tiempo, la gama de chips de doble propósito fabricados es muy amplia, y la circulación es pequeña, por lo tanto, para mantener la fábrica, definitivamente necesita órdenes civiles a gran escala, que proporcionan boletos de metro.12. 90 “”, “”.La segunda producción microelectrónica más grande en Rusia es ... no, no Zelenograd Angstrom, como muchos podrían pensar, sino el Grupo Bryansk Silicon El, que tiene una producción con estándares de diseño de 700 nm (y recientemente anunció el desarrollo de 500 nm y planes para 350 nm). Los ingresos de la compañía en 2017 son de 3 mil millones de rublos, en 2018: 2,6 mil millones de rublos, productos: componentes discretos (transistores y diodos), módulos de potencia basados en ellos, así como chips analógicos y de potencia de poca complejidad, casi completamente orientados a las necesidades del complejo militar-industrial. También tienen los últimos números del periódico de la fábrica "Crystal" publicados en su sitio web, "semanas sin torniquetes" se llevan a cabo regularmente en el sitio de producción y se está llevando a cabo una cooperación activa con la universidad local. En general, bien hecho por todos lados.Figura 13. Placa de silicio El bajo un microscopio.Angstrom, el eterno rival de Mikron, que está en el tercer lugar de honor, mostró ingresos por producción de 2,17 mil millones de rublos (y otros 600 millones dieron I + D) en 2018, y, por primera vez en varios años, perdiendo alrededor de cero, pérdidas. Angstrom no tiene estándares de diseño modernos, por lo tanto, las recientes noticias interesantes de la empresa se refieren principalmente a dispositivos discretos y potentes: se ha desarrollado una línea de transistores de potencia resistentes a la radiación, se está diversificando en los mercados civiles, se firmó un acuerdo con los japoneses sobre el desarrollo de carburo de silicio para extremadamente dirección prometedora de dispositivos de potencia de alto voltaje.Figura 14. Potente módulo IGBT fabricado por Angstrem. Tenga en cuenta que la empresa crea no solo los dispositivos en sí, sino también los productos finales basados en ellos.
Angstrem-T, que no es parte de Angstrem, y prometió comenzar la producción a 90 y 130 nm en equipos comprados en la fábrica de Dresden AMD, ha estado involucrado principalmente en noticias de bancarrota y crédito a lo largo de su historia. Y sobre el hecho de que Mikron propuso construir una fábrica con estándares de 28 nm en su edificio. De las noticias relativamente buenas, solo había un contrato escaso para tal empresa con los chinos para la producción a estándares de 250 nm, que aparentemente eran transistores desconectados de la tecnología de 130 nm para circuitos de entrada-salida.Otra producción en serie es Voronezh (VZPP-Mikron, tomada en cuenta en los resultados de la empresa matriz), y el resto son fábricas experimentales y de pequeña escala centradas en el complejo militar-industrial, muchas de las cuales no se han actualizado desde la época soviética. Por separado, vale la pena mencionar la "Integral" bielorrusa, que funciona casi por completo en el mercado ruso, con sus ingresos de aproximadamente seis mil millones de rublos rusos, los estándares mínimos de diseño de 800 nm y la capacidad de fabricar dispositivos con un voltaje de funcionamiento de hasta 600 V.Con el desarrollo de Fabless, la situación es algo mejor que con la producción. Hay docenas de centros de diseño con miles de millones (en rublos, por supuesto) de ingresos en Rusia, han establecido con éxito la cooperación con fábricas de silicio extranjeras a tasas de hasta 28-16 nm (principalmente con el mismo TSMC) y con proveedores de IP popular bloques y núcleos. También hay varias sucursales de grandes compañías extranjeras, por ejemplo Intel en Nizhny Novgorod, donde trabajan más de mil personas. El problema de la microelectrónica rusa en su conjunto es que, como en la producción, el MIC también rige el desarrollo, y la mayoría de los chips que se están desarrollando, aunque tienen ventajas importantes como la resistencia a la radiación o un rango de temperatura extendido, en principio no están destinados a la producción a gran escala. Varias empresas tienen ambiciones comerciales (por ejemplo, MCST,"Baikal", "Milandra" y "Modula"), pero todos están en las primeras etapas y todavía están orientados hacia el orden estatal, aunque no militar.La industria tiene grandes esperanzas para el estado recién adoptado "Estrategia para el desarrollo de la industria electrónica de la Federación de Rusia para el período hasta 2030", que implica un salto significativo hacia adelante, superando el retraso a largo plazo detrás del resto del mundo y la reorientación de la electrónica rusa en las pistas comerciales. Las fábricas propias tendrán que construirse con estándares de 5 nm, se desarrollarán equipos tecnológicos para ellas, las empresas rusas ingresarán al mercado mundial, y todo esto muy pronto, literalmente cinco años después de que los cosmonautas rusos aterrizaran en la luna.En esta nota infinitamente optimista, quizás redondearé. Source: https://habr.com/ru/post/undefined/
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