Gravura de semicondutores cada vez mais cara: 32 mil milhões de dólares para a primeira fábrica de 1nm da TSMC

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Escrito por Guillaume
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Com o apoio do governo de Taiwan, a TSMC prepara-se para construir a fábrica de semicondutores mais moderna e dispendiosa do mundo.

Como se pode ver no gráfico muito interessante abaixo, em 2002-2003, o mundo pôde contar com quase 30 empresas especializadas para fornecer os mais recentes semicondutores. Nessa altura, apenas 130 nanómetros de gravura estavam a ser considerados, e as empresas capazes de realizar esse trabalho incluíam empresas americanas, claro, mas também empresas europeias, japonesas, sul-coreanas e taiwanesas. Assim, juntamente com nomes bem conhecidos como IBM ou Texas Instruments, existiam empresas menos famosas como a Freescale ou Rohm e, como seria de esperar, os futuros líderes de mercado Intel, Samsung e TSMC.

Ao longo do tempo, o processo de gravura foi aperfeiçoado para produzir transístores cada vez mais pequenos. Na mesma bolacha, é então possível colocar muitos mais transístores e, para o mesmo tamanho de chip, mais chips. O facto é que os componentes se tornaram mais complexos, e em vez de produzir mais, as bolachas são utilizadas para produzir mais ricas com cada vez mais funções. Em apenas alguns anos, passámos de 130nm para 90nm (2004-2006), depois para 65nm (2006-2008) e para 45/40nm (2008-2012). De facto, em menos de dez anos, o número de empresas capazes de produzir os chips mais modernos diminuiu consideravelmente.

Estávamos a falar de 26 empresas na vanguarda em 2004-2006, mas apenas 14 em 2008-2012. No nó de 32/28 nm, que se está a espalhar entre 2010 e 2012, há mesmo apenas 10. Dois anos mais tarde, havia ainda menos (7) e até um gigante como a IBM desistiu. Em 2014-2016, no advento de 16/14 nm, apenas 6 empresas estão em condições de produzir os componentes preciosos: GlobalFoundries, Intel, Samsung, SMIC, TSMC e UMC. Hoje, quando se fala de gravura de 5nm, três empresas partilham o bolo: Intel, Samsung e TSMC. Três empresas que estão a investir maciçamente para modernizar as suas fábricas uma e outra vez.

Recentemente, Tom's Hardware relatou as palavras do vice-premier de Taiwan, Shen Jong-Chin. Embora o TSMC não o tenha confirmado, mencionou o futuro, 1nm de gravura. Com o apoio do governo de Taiwan, a TSMC já escolheu um local para uma fábrica capaz de tal gravura, perto do Parque Científico Longtan em Taoyuan, na ilha de Taiwan, claro. Mais interessante, Shen Jong-Chin mencionou o investimento necessário para esta fábrica: 32 mil milhões de dólares, um aumento de 12 mil milhões de dólares em comparação com o custo de uma fábrica de 3nm.

Como mostra o gráfico acima, o investimento está a aumentar a um ritmo acelerado à medida que a espessura da bolacha se torna cada vez mais difícil de atingir. No caso de 1nm, isto significa uma revisão completa das máquinas e a TSMC contará com as últimas ferramentas litográficas da ASML, líder neste campo, as chamadas máquinas "ultravioletas extremas" (EUV). Embora a TSMC não pareça estar a desistir dos custos de 1nm, perguntamo-nos se a Intel ou a Samsung estarão prontas para fazer tais investimentos. Quantas empresas estão a trabalhar nesta tecnologia, que não se espera ver a luz do dia antes de 2027? E depois disso?