Тайваньский гигант полупроводниковой промышленности планирует полностью свернуть производство чипов на основе нитрида галлия (GaN) к июлю 2027 года. Но почему? Ведь спрос на эти полупроводниковые устройства чрезвычайно высок. Бурное развитие электрических автомобилей и СВЧ радиосвязи стимулировало спрос на полупроводники с широкой запрещённой зоной (энергией, которая необходима, чтобы электрон перепрыгнул из валентной зоны в зону проводимости).
У нитрида галлия такая зона в три раза шире, чем у стандартного в производстве чипов монокристаллического кремния. Высокие напряжение пробоя и термическая стабильность обусловили широкое использование GaN микросхем в силовой электронике, особенно в сверхбыстрых зарядных устройствах электромобилей и электронных гаджетов. Более высокая, чем у кремния, подвижность электронов позволяют GaN микросхемам обеспечивать более высокую частоту переключения, что привело к всевозрастающему спросу на такую продукцию со стороны производителей базовых станций мобильной связи и прочей радиочастотной техники.
TSMC банально не выдержала конкуренции с китайскими производителями, и прежде всего с мировым лидером в производстве GaN микросхем Innoscience. Дело в том, что в отличие от ультрапередовых кремниевых микросхем, которые производятся по техпроцессам в несколько нанометров и используются в смартфонах, ноутбуках и ускорителях искусственного интеллекта, GaN микросхемы сейчас производятся по техпроцессам в сотни нанометров: примерно 180-500 нм для силовой электроники и 100-150 нм для радиочастотных приложений.
Из-за американских санкций у китайских компаний нет возможности импортировать западное оборудование и материалы для производства микросхем по техпроцессам 14/16 нм и «тоньше». А вот с импортом техники для производства микросхем по технологическим процессам в сотни нанометров особых проблем нет. К тому же на таком уровне Китай сам способен производить немало производственной техники и материалов. На руку Китаю играет и то, что он является безусловным мировым лидером в производстве сырого галлия.
Следует отметить, что другие мировые энтузиасты в области производства GaN микросхем, немецкий Infineon и американский GlobalFoundries, с этого рынка уходить не спешат. Скорее напротив: раширяют свои производственные мощности и совершенствуют техпроцессы. TSMC тоже есть чем занять производственные мощности, которые освободятся после выхода из GaN бизнеса. «Зрелое» оборудование как нельзя лучше подходит для разворачивания новых мощностей по корпусированию передовых микросхем. Тайваньцы рассчитывают, что рентабельность этого бизнеса будет существенно выше, чем производство микросхем на нитриде галлия.
Статью про решающий для мировой электроники поединок между японскими и американскими процессорами можно прочитать в премиум-разделе канала «Фотолитограф»: