Существует огромная возможность для создания кремния для бума ИИ. Intel хочет стать поставщиком через Foundry Services.
Мир быстро меняется. Нигде это не распространено так сильно, как в области передовых вычислений, где все глаза пристально следят за искусственным интеллектом (ИИ). ИИ, увеличивая потребность в масштабных вычислениях, индивидуальной инфраструктуре и оказывая серьезную нагрузку на мировую электроэнергию, останется с нами. По мнению большинства экспертов, отныне можно ожидать, что практически в каждом устройстве будет присутствовать определенный уровень ИИ.
Хотя вы можете иметь первое взаимодействие с ИИ в форме генеративного контента от таких как OpenAI ChatGPT, Google Gemini и Microsoft Copilot, он быстро проникает повсюду. Ваш смартфон, телевизор и даже скромный холодильник либо уже оснащены интеллектом ИИ, либо скоро им будут обладать, так что не стоит рассматривать эту технологию как переломный момент. ИИ коснется практически каждой жизни в ближайшие десять лет, если не раньше.
Компании, специализирующиеся на создании вычислительного оборудования, осознали серьезный потенциал продаж и перешли на включение определенной обработки ИИ в свои будущие процессоры. Недостаточно просто выпустить потребительский или даже серверный чип, который немного быстрее своего предшественника в общих вычислениях. Если ему не хватает надежного ИИ, он уже проиграл гонку за лучший ЦП, поскольку клиенты начнут искать что-то другое.
Как и любая зарождающаяся технология, чипы с искусственным интеллектом пройдут множество итераций от множества компаний, прежде чем мы увидим лучшее из них. Наряду с очевидным оборудованием, требуется оптимизированное программное обеспечение для перевода больших языковых моделей (LLM) — строительных блоков искусственного интеллекта — во что-то связное, что вы можете услышать или прочитать. Джо Среднему на самом деле все равно, как ChatGPT отвечает на ваши вопросы по-человечески, или на умное программирование, лежащее в основе программ преобразования текста в визуальные данные, таких как Stable Diffusion; скорее, их волнует, чтобы все становилось лучше и более интуитивно понятным со временем. Они покупают на опыте, а не на показателях, таких как токены в секунду.
Эволюция происходит, когда многие компании работают над возможностями ИИ через разные призмы. Некоторые разрабатывают их в откровенно смехотворных масштабах, другие работают над мелкомасштабным ИИ, который запускается на локальном компьютере или, скажем, смартфоне. Единственная тема, которая объединяет их всех, заключается в том, что базовое аппаратное обеспечение ИИ должно быть создано своевременно с помощью компаний с глобализированными, устойчивыми производственными возможностями.
ИИ кардинально меняет мир и наше представление о технологиях и кремнии, на котором они основаны.
Пэт Гелсингер, генеральный директор Intel.
Подчеркивая эту возможность, которая появляется раз в поколение, последнее исследование уважаемых консультантов по управлению McKinsey подсчитало, что общая стоимость полупроводниковой отрасли в 2023 году составила 520 миллиардов долларов. McKinsey полагает, что с учетом того, что ИИ должен ускорить производство за счет повышенного спроса, рынок к 2030 году взорвется и превысит 1 трлн долларов. Это почти удвоение за семь лет — музыка для ушей производителей полупроводников, и именно здесь Intel надеется стать лидером.
Генеральный директор Пэт Гелсингер официально заявил: «ИИ кардинально меняет мир и то, как мы думаем о технологиях и кремнии, на котором они работают. Это создает беспрецедентную возможность для самых инновационных разработчиков микросхем в мире и для Intel Foundry, первого в мире системного литейного завода для эпохи ИИ. Вместе мы можем создать новые рынки и произвести революцию в том, как мир использует технологии для улучшения жизни людей».
Но продолжающаяся консолидация в сфере производства кремниевых чипов в масштабе означает, что есть только несколько компаний, которые обладают технологиями и ресурсами для создания следующего поколения вездесущего оборудования ИИ. Вы можете буквально пересчитать их по пальцам одной руки, причем Intel, TSMC и Samsung лидируют, за ними следует множество более мелких фабрик, которые теперь специализируются на создании чипов на старых, более устоявшихся процессах. Новейшие суперчипы ИИ содержат более 200 миллиардов транзисторов, поэтому подойдет только самый передовой кремний. Любая компания, желающая создать инфраструктуру ИИ, по определению имеет ограниченный выбор. В этом и заключается огромная возможность.
Основная причина, по которой в этой сфере так мало компаний, заключается в невероятных объемах инвестиций, необходимых для развития самых передовых производственных процессов, и эта стоимость только растет с каждым поколением. Например, Intel сейчас оценивает, что совершенно новый производственный объект, оснащенный новейшей технологией EUV-литографии, стоит намного больше 20 миллиардов долларов. По сути, огромные возможности сталкиваются со значительным финансовым риском.
Intel уникальна тем, что она разрабатывает широкий спектр компьютерных процессоров для корпоративного, облачного, клиентского, мобильного и ИИ-рынков и, как правило, собирает и упаковывает их на ряде управляемых компанией глобальных площадок. Другие известные технологические компании, такие как Nvidia, Qualcomm, AMD и др., используют так называемую модель fabless, когда внутренняя разработка физически создается сторонним литейным заводом.
Это различие необходимо для понимания будущих планов Intel. Компания продолжит выпускать собственные продукты, с которыми вы знакомы, такие как Xeon, Core или Arc, но готова с распростертыми объятиями принимать компании без собственных производственных мощностей, которым требуются проверенные производственные возможности практически любого масштаба. Последнее становится особенно важным в условиях взрывного бума ИИ, который сейчас переживает отрасль.
Генеральный директор Пэт Гелсингер поддерживает Intel Foundry.
Эта двойственность проектирования и производства является краеугольным камнем стратегического видения, воплощенного Пэтом Гелсингером. Еще до того, как на горизонте появилась возможность создания огромного оборудования для ИИ, Гелсингер громко отстаивал то, что известно как подход Integrated Device Manufacturer (IDM) 2.0.
Трехкомпонентный план требует от Intel значительных инвестиций в передовые процессы и производственные мощности; быть достаточно гибкой, чтобы использовать другие литейные заводы, если и когда их технологии будут более целесообразны для конкретных продуктов Intel; и, что наиболее уместно для этого обсуждения, стать литейным сервисом мирового класса для клиентов без собственных производственных мощностей, желающих создавать самые сложные чипы. Цель высокая, и Гелсингер открыто заявляет, что Intel хочет стать вторым по величине глобальным литейным бизнесом к 2030 году.
Не заблуждайтесь, IDM 2.0, возможно, является крупнейшим стратегическим изменением в Intel с момента ее создания более 50 лет назад. Это направление фактически разделяет компанию на конструкторское и производственное подразделения, каждое из которых имеет собственные счета прибылей и убытков, где конструкторская группа, отвечающая за такие продукты, как Xeon и Core, становится клиентом литейной стороны бизнеса, платя справедливую рыночную цену, так же, как клиентом являются Microsoft или Arm.
В будущем компания будет отчитываться о результатах Foundry как отдельного операционного подразделения, тогда как результаты Client Computing Group, Data Center and AI, а также Network and Edge (NEX) будут поданы в Intel Products Group. Подотчетность и отчетность имеют первостепенное значение.
Новая бизнес-модель.
Последствия глубоки. Хотя я полностью ожидаю, что большинство продуктов Intel будут созданы с помощью Intel Foundry, может наступить время, когда это станет нецелесообразным. В этом случае конкретный Core или Xeon может быть физически создан с использованием технологий от литейных заводов, таких как TSMC.
Эта идея вряд ли надуманна, поскольку ряд текущих и будущих высококлассных продуктов Intel используют ту или иную форму производственных технологий конкурентов. Сегодняшние процессоры Meteor Lake, выпускаемые как Intel Core Ultra, содержат GPU, SoC и IO Tiles, созданные TSMC. По сути, новая стратегия диктует, что Intel использует наиболее подходящий и своевременный кремний для своих продуктов, будь то от Intel Foundry или других. Представьте себе Intel как две компании в одной.
Поворот Intel в сторону предложения возможностей литейного производства в качестве полностью готовой услуги — это разумный шаг, который может принести существенный доход в долгосрочной перспективе, но он также ставит интересные вопросы. Первый и самый важный вопрос: почему любая компания без собственных производственных мощностей с ключевой технологией должна доверять Intel создание своих чипов требуемой сложности и масштаба? Многие из этих компаний имеют давние связи с устоявшимися литейными заводами, такими как TSMC или Samsung, а это значит, что рассмотрение перехода на Intel — неотъемлемый риск.
Ответ принимает несколько форм. Клиенты без собственных производственных мощностей оценивают множество факторов, прежде чем решить, какой литейный завод использовать. Само их существование зависит от принятия внутреннего дизайна и обеспечения высококачественного кремния на выходе, именно тогда, когда они этого хотят. Им нужен потенциальный литейный завод, который будет делать много вещей: вселять полную уверенность в многолетнюю дорожную карту, которой они могут безоговорочно доверять, иметь лучшую технологию упаковки, необходимую для сложных чипов, и глобальную устойчивость, если определенное производственное предприятие не будет соответствовать требуемым стандартам. Из-за недавних застоев в технологическом лидерстве Intel предстоит многое убедить, но она на правильном пути.
Дорожная карта процесса Intel.
Понимая, что производственные возможности отстают от крупнейших конкурентов, Intel приступила к амбициозному проекту по поставке пяти технологических узлов за четыре года, известному как 5N4Y. В зависимости от того, как определяются узлы, для достижения этой цели Intel необходимо выпустить продукт 18A к 2025 году. Первым продуктом, в котором будет реализована эта технология, станут процессоры Xeon Clearwater Forest и Core Ultra Panther Lake, которые все еще ожидаются в следующем году.
Демонстрируя, что она может придерживаться быстрого ритма, требующего значительных технологических инноваций на каждом этапе, Intel создает репутацию и капитал среди компаний без собственных производственных мощностей. Каждый узел обычно обеспечивает двузначный прирост либо эффективности, либо общей производительности, и это самые важные показатели для компаний, стремящихся создавать самые лучшие и самые сложные чипы для высокоинтенсивной работы, обычно распространенной в обучении и выводе ИИ.
Это не просто вопрос сокращения узлов как естественного процесса. По мере того, как мы приближаемся к все более мелким процессам, требуются ключевые технологические прорывы для обеспечения плавного перехода от одного к другому. Это имеет смысл, поскольку схемы размещаются ближе друг к другу. Например, Intel 4 вмещает около 160 миллионов транзисторов на каждый мм². Подумайте об этом на секунду и приготовьтесь к тому, что ваш разум будет ошеломлен.
Тестовый чип Blue Sky Creek для PowerVia.
При такой близости традиционные силовые и сигнальные провода внутри чипа становятся проблематичными, поскольку существует внутреннее сопротивление и помехи, связанные с масштабом. Простой переход к меньшему, более эффективному узлу невозможен, поскольку в игру вступают другие факторы, подобные этим.
Решение этой дилеммы от Intel — это задняя подача питания, известная как PowerVia. Хотя это звучит тривиально, разделение силовых и сигнальных проводов путем прокладки первых к задней части чипа не сильно снижает помехи, но имеет дополнительное преимущество в виде повышения производительности, снижения стоимости производства, а также, благодаря наличию части проводов сзади, обеспечивает больше места на кристалле для транзисторов, обеспечивающих производительность. PowerVia — это ключевая причина, по которой Intel может своевременно внедрять процессы 20 А и 18 А. Это не магия, но близко к этому.
«PowerVia — важная веха в нашей агрессивной стратегии «пять узлов за четыре года».
Бен Селл, вице-президент Intel по развитию технологий
«PowerVia — это важная веха в нашей агрессивной стратегии «пять узлов за четыре года» и на нашем пути к достижению триллиона транзисторов в корпусе к 2030 году. Использование пробного узла процесса и последующего тестового чипа позволило нам снизить риски, связанные с питанием задней стороны для наших ведущих узлов процесса, что позволило Intel опередить конкурентов в выводе на рынок поставки питания задней стороны», — говорит Бен Селл, вице-президент Intel по развитию технологий.
Возможность выпускать большие объемы на 20A и 18A абсолютно необходима для привлечения потенциальных клиентов без собственных производственных мощностей в Intel Foundry. Intel, которая некоторое время отставала от своего главного конкурента TSMC в плане производственных возможностей, считает, что прорывы, обеспечивающие быстрое внедрение 20A и 18A, выводят компанию как минимум на уровень TSMC в плане создания высокопроизводительных и ценных чипов, обычно используемых в центрах обработки данных и областях ИИ, если не впереди.
Подчеркивая уверенность в будущем, Intel сообщила, что 75% из примерно пятидесяти тестовых чипов Foundry для клиентов основаны на процессе 18A. Главное здесь то, что если так много потенциальных клиентов были убеждены на этой ранней стадии, то базовая технология обязательно надежна.
Фабрика D1X в Хиллсборо, штат Орегон.
Заглядывая дальше вперед, можно увидеть другие ключевые технологии на горизонте. Intel Foundry станет первой, кто будет использовать сканеры литографии High-NA EUV для следующего поколения процессоров. Отрасль понимает, что традиционные методы печати чипов начинают становиться невозможными для массового производства, поскольку мы вступаем в эру 1 нм. Текущие лазеры просто недостаточно точны для поставленной задачи, поэтому требуется радикальное решение.
Литография EUV с высокой числовой апертурой — один из ответов, на который Intel делает ставку в буквальном смысле. Строительство фабрики, совместимой с EUV, — это не мелочь, поскольку ее стоимость составляет десятки миллиардов долларов, а это значит, что сейчас нужно делать огромные капиталовложения. Intel уже объявила, что на заводе D1X Fabrication в Орегоне теперь есть собранная машина EUV, готовая к 14A и 14A-E в ближайшем будущем. Компания надеется, что High-NA EUV станет серебряной пулей, которая позволит обойти конкурентов.
Честно говоря, это ускорение инвестиций происходит на фоне неудачных решений в прошлом. Например, Intel понесла операционный убыток в размере 7 миллиардов долларов для производственного подразделения в 2023 году, на фоне 5,2 миллиарда долларов годом ранее. Компания признает, что финансовые показатели 2024 года будут еще хуже. Тем не менее, есть зарождающиеся признаки надежды и ожиданий. «В эпоху после EUV мы видим, что теперь мы очень конкурентоспособны по цене, производительности и возвращаемся к лидерству. А в эпоху до EUV мы несли большие издержки и были неконкурентоспособны», — сказал Пэт Гелсингер.
Глядя через призму настоящего и будущего плана развития, способность Intel Foundry создавать передовой кремний теперь выглядит здоровой. Тем не менее, ни одна компания не живет в вакууме в этом пространстве. Многим необходимо объединиться, чтобы помочь собрать воедино кремний следующего поколения. Партнеры по интеллектуальной собственности и автоматизации электронного проектирования (EDA) Synopsys, Cadence, Siemens, Ansys, Lorentz и Keysight раскрыли квалификацию инструментов и готовность ИС, чтобы позволить клиентам литейного производства ускорить передовые разработки микросхем на базе Intel 18A, которая предлагает первое в литейной промышленности решение для питания задней стороны.
Изготовление лидирующих в своем классе чипов — не единственная прерогатива привлекательной дорожной карты кремния. Сложность современных процессоров, особенно тех, которые ориентированы на тяжелые рабочие нагрузки ИИ, часто требует передовых методов упаковки. Это область, в которой Intel потратила значительные ресурсы на собственные продукты, и такие технологии, как Embedded Multi-Die Interconnect Bridge (EMIB) и 3D Foveros, оказались критически важными для разработки мощных процессоров.
Причина в том, что компаниям не имеет смысла строить все более крупные однокристальные решения. Такие проблемы, как масштабирование, плотность дефектов, ограничение сетки и другие, исключают возможность использования отдельных пластин кремния размером более 700 мм². Вместо этого, фирмы, проектирующие сложные процессоры, теперь полагаются на связывание нескольких меньших процессоров, чтобы они действовали как единое целое. Связующим их клеем является упаковка. Позвольте мне быть прямолинейным: без усовершенствованной упаковки не будет никаких монструозных чипов ИИ.
Chip-to-chip EMIB и die-to-die-stacking 3D Foveros — это не такое уж секретное оружие, которое Intel использует для производства высокопроизводительных чипов без неоправданного увеличения общей мощности и задержки. В зависимости от потребностей потенциального клиента Intel Foundry любой чип может быть построен на определенном процессе с набором определенных характеристик мощности и производительности и практически с любым уровнем подключения… от одного куска кремния вплоть до чипа со 100 миллиардами транзисторов, использующего ошеломляющие 47 плиток. Последний фактически присутствует в графическом процессоре Intel Max Series, ранее известном под кодовым названием Ponte Vecchio.
Эффективная упаковка станет еще более важной в будущем. Мы считаем, что чипы ИИ, разработанные для 2030 года, потребуют на порядок больше вычислений, памяти и сетей, соединенных вместе бесшовным образом. Не удивляйтесь, увидев процессор с триллионом транзисторов, оснащенный 100 плитками. Любая компания, не находящаяся на переднем крае упаковки, подвергается вполне реальному риску остаться позади гонки вооружений в производстве. Недостаточно иметь совершенство в узлах процесса; литейному заводу мирового класса будущего необходимо глубокое понимание всех составных систем, из которых состоит высокопроизводительный чип.
…мы обладаем мощностями и географическим охватом, которые делают нас гораздо более разнообразными, чем некоторые поставщики, с которыми они работают сегодня.
Марк Гарднер, старший директор IFS.
Будущее также обещает ключевые инновации Intel. В конце прошлого года Intel представила планы по созданию ведущей в отрасли стеклянной подложки для удовлетворения потребностей более мощных вычислительных чипов. По данным Intel, стеклянные подложки обладают превосходными механическими, физическими и оптическими свойствами, которые позволяют подключать больше транзисторов в корпусе, обеспечивая лучшее масштабирование и позволяя собирать более крупные комплексы чиплетов по сравнению с органическими подложками, используемыми сегодня.
«От наших клиентов Foundry отзывы, во-первых, говорят, что мы — надежная технологическая компания, имеющая подтвержденную репутацию как в стандартной упаковке, так и в усовершенствованной упаковке», — говорит Марк Гарднер, старший директор Foundry Advanced Packaging в IFS. «И поскольку у нас такой масштаб, у нас есть мощности и географическое присутствие, которые делают нас гораздо более разнообразными, чем некоторые поставщики, с которыми они работают сегодня».
Intel также уникальна тем, что предлагает самый диверсифицированный портфель передовых производственных и упаковочных мощностей по всему миру, насчитывающий в настоящее время более 20. Беременна неиспользованными перспективами, Intel инвестирует более 32 миллиардов долларов в строительство двух новых передовых заводов по производству микросхем и модернизацию существующей фабрики в своем кампусе Ocotillo в Чандлере, штат Аризона, где она будет производить некоторые из самых передовых в мире логических микросхем. Еще 4 миллиарда долларов тратятся на оснащение операций в кампусе Intel в Рио-Ранчо в Нью-Мексико для производства передовой полупроводниковой упаковки. Говоря снова о больших цифрах, Intel пообещала дополнительно инвестировать 7 миллиардов долларов в передовую упаковку в Малайзии.
Fab 34 компании Intel, расположенный в Лейкслипе, Ирландия, является первым в Европе предприятием, использующим EUV в крупносерийном производстве чипов, на фоне общих инвестиций в размере 18 миллиардов долларов. Затем следует расширение стоимостью 25 миллиардов долларов в Кирьят-Гате, Израиль, нацеленное на оснащение объекта для EUV-литографии, и 33 миллиарда долларов в общей сложности тратятся на завод по производству чипов в Магдебурге, Германия.
Эти ошеломляющие суммы денег необходимы для поддержания конкурентного преимущества. Чистая инвестиционная смелость сопоставима только с возможностью получения сотен миллиардов дохода.
Ключевым преимуществом модели Intel Foundry является то, что у нее уже много лет есть заказчик-проектировщик, который привержен массовому производству. Этот заказчик — сама Intel, чьи десятки миллионов процессоров сошли с различных производственных линий за последние 50 лет.
Большая часть тяжелой работы, необходимой для вывода нового процесса на рынок, выполняется совместно с Design Group, что дает внешним клиентам предполагаемый уровень уверенности в жизнеспособности кремния. Предыдущие три года также показали, что Intel может работать на нескольких узлах, в разных линейках продуктов и брать на себя ответственность в нужное время. Фактически, Intel перенесла сроки вывода на рынок ряда будущих продуктов, укрепив здоровье производственного подразделения.
Intel Foundry может стать отличным источником дохода.
Тем не менее, бизнес Intel Foundry живет и умирает за счет количества высокопоставленных клиентов, которых он может привлечь. Недавно Intel объявила, что Microsoft выбрала процесс 18A для предстоящего дизайна чипа. «Мы находимся в середине очень захватывающего изменения платформы, которое фундаментально изменит производительность для каждой отдельной организации и всей отрасли. Чтобы достичь этого видения, нам нужны надежные поставки самых передовых, высокопроизводительных и высококачественных полупроводников. Вот почему мы так рады работать с Intel Foundry, и почему мы выбрали дизайн чипа, который мы планируем производить на процессе Intel 18A», — сказал председатель и генеральный директор Microsoft Сатья Наделла. Intel ожидает, что эта сделка поможет увеличить текущую стоимость сделки за весь срок службы зарождающегося бизнеса Foundry до более чем 15 млрд долларов.
Более того, Intel и Arm уже объявили о шагах по совместной оптимизации технологий проектирования будущих ядер на базе Arm. Подготовленное к крайне важному процессу 18A, это сотрудничество должно облегчить бесчисленным компаниям создание кремния следующего поколения, полученного на заводах Intel. Поскольку высокопроизводительные разработки Arm теперь успешно проникают на рынки центров обработки данных и клиентов, якобы отнимая долю у предложений Intel x86, компания ставит себя в положение, позволяющее смягчить потенциальные потери на стороне продукта за счет выигрышей в доходах на литейном бизнесе.
Однако не все компании отчаянно нуждаются в лучшем кремнии, которое может произвести Intel. Некоторым требуются производственные мощности для менее сложных чипов, которые обычно используются в сетях, IoT и коммуникациях. С этой целью Intel заключила партнерство с Tower и UMC, двумя известными литейными заводами, имеющими опыт в поставке зрелых узлов в больших масштабах. Чтобы стать мировой кремниевой фабрикой, вам нужно обслуживать всех.
Ландшафт производства микросхем необратимо меняется. Ускоренный ненасытным спросом на вычисления ИИ, глобальный аппетит к производству высокопроизводительных микросхем. Ранее компания, ориентированная на себя, Intel остро осознает, что может превратить одну из своих ключевых сильных сторон в будущую машину доходов, которая может стать главным источником дохода компании. Глобальные литейные услуги сгенерировали продажи на сумму более 115 миллиардов долларов в 2022 году, и должны удвоиться за десятилетие, и Intel хочет влиться в эту группу.
Именно поэтому Intel Foundry так важен. Успехи таких внутренних продуктов, как Xeon, Core и Arc, могут то расти, то падать, но нельзя отрицать, что полупроводниковая промышленность нуждается в передовых производственных мощностях, которые в настоящее время с трудом поспевают за спросом.
Смелое заявление Intel о том, что к 2030 году она станет вторым литейным заводом в мире, подкрепляется фигурами, собираемыми на шахматной доске под руководством Пэта Гелсингера. Дорожная карта процесса несет в себе амбициозность, которая очевидна, обещающую технологическое лидерство в не столь отдаленном будущем. Упаковочное подразделение так же важно для предоставления потенциальным клиентам гибкости и выбора, в то время как системный подход является единственным разумным путем при создании эклектичного кремния для себя и других.
Помимо технологий, реальным доказательством любого литейного бизнеса является привлечение самых лучших компаний. Нет никого крупнее Microsoft, чье предстоящее сотрудничество по процессу 18A — это подтверждение, которого ищет Intel. Если предположить, что обещание 18A окажется верным, я считаю, что Microsoft будет одной из многих в книгах заказов Intel Foundry.
Заполните форму и наш менеджер перезвонит Вам в самое ближайшее время!
Спасибо! Ваша заявка принята
Спасибо! Ваша заявка принята
