Thread by @T_Smolarek

#Półprzewodniki BACK-END

🧵 o etapie produkcji układów scalonych, który zawita do nas poprzez Zakład INTEGRACJI I TESTOWANIA Półprzewodników Intela w gminie #Miękinia

Na początek kilka faktów dot. newsa Intela:
1⃣ Dla nas to duża inwestycja, 20mld PLN
2⃣ Start do 2027 r.

3⃣ ~2 tys. miejsc pracy w samym zakładzie
4⃣ Razem z pracami budowlanymi oraz zapleczem dostawców może to być ~10k miejsc pracy
5⃣ 🇵🇱 Zakład (back-end) będzie obrabiać układy scalone wyprodukowane w fabrykach #Intel (front-end) w Niemczech (Magdeburg) oraz Irlandii (Leixlip). 2/

Fabryka Intela w 🇮🇪 ma w tym roku zacząć produkcję w technologii Intel 4, czyli odpowiednik 4 nm TSMC. Tym samym światło EUV będzie miało okazję pierwszy raz "rozbłysnąć" na europejskiej ziemi w procesie produkcyjnym.

Fabryka w 🇩🇪 ma działać od 2027, jeśli sfinalizują umowę. 3/

Technologia w Magdeburgu? Powinna być już poniżej odpowiednika 2 nm TSMC, czyli Intel 18A (1.8 nm) lub wtedy nowsze (18A Intel planuje na 2025). To ma być fabryka dla:
🔸produktów własnych Intela,
🔸Intel 2.0, ich model foundry, czyli produkcja na zlecenie dla klientów zewn. 4/

6⃣ Na razie mamy spekulacje co do skali dotacji 🇵🇱 oraz 🇪🇺. Niedługo powinno się to wyjaśnić.

Moim zdaniem ta inwestycja to ABSOLUTNIE ŚWIETNA WIADOMOŚĆ. Nawet duża skala dotacji byłaby wg mnie uzasadniona, ponieważ to mogą być jedne z lepiej wydanych pieniędzy podatnika. 5/

🔹 zaistniejemy w branży #semis
🔹 zaczynamy od mikromontażu nie jakiś układów produkowanych na technologii sprzed dekady, dwóch, ale na tych wiodących
🔹 jeśli dobrze się spiszemy, to może dać nam dobre referencje i kolejne podobne inwestycje
🔹 to może ruszyć edukacją

Nie jest dla mnie ŻADNYM rozczarowaniem, że to nie jest fabryka front-end, gdzie wytwarza się układy scalone. Na taką bowiem nie liczyłem.

W różnych nagraniach czy tu na TT mówiłem, że w obróbce pofabrycznej tych układów możemy jednak zaistnieć. I dla mnie to SUPER news. 7/

Na zaistnienie w obszarze back-end ma też szanse Meksyk, gdyż za tajwańskimi foundries, które idą do USA, ich 🇹🇼 partnerzy zajmujący się obróbką pofabryczną w Azji analizują właśnie Meksyk

Czy my pójdziemy stąd gdzieś dalej? Nie wiem, może, na razie zacznijmy od "montowni". 8/

Do tematu 🧵 wróć.

Proces powstawania chipów możemy podzielić na trzy główne etapy:
1⃣ Projektowanie
2⃣ Produkcja front-end (wytwarzanie układów, to tu jest litografia, osadzanie, trawienie)
3⃣ Produkcja back-end (obróbka pofabryczna; wycinanie, mikromontaż, testowanie). 9/

Nas w Miękinie, a konkretnie we wsi Kadłub, będzie interesował ten TRZECI etap. Może nie tworzy on większej wartości dodanej całej branży, ale jest niezbędny. A jego skomplikowanie będzie tylko rosnąć.

WARTOŚĆ DODANA branży #semis
Projekt: 50%
Front-end: 24%
BACK-END: 6%
10/

Dlaczego Amerykanie są liderami w #półprzewodniki? Bo są tam, gdzie tworzy się największą wartość dodaną branży: projekt (design)

Etap back end odpowiada za 13% CAPEXu całej branży oraz zaledwie 3% R&D. Projekt to z kolei >50% R&D branży, więc tam się spija głównie śmietankę.11/

Statystyki na schemacie ☝️ są na rok 2019. Od tego czasu same wartości istotnie urosły, ale proporcje mniej więcej powinny być podobne.

Co robi się w takim zakładzie back-end? W skrócie: tnie, montuje, pakuje i testuje.

Gotowe wafle krzemowe, z setkami wytworzonych... 12/

...na nich układów scalonych, tzw. die (chip pozbawiony obudowy) trafiają z fabryki front-end.

DICING, cięcie - w zakładach back-end za pomocą np. diamentowych ostrzy wycinane są z tego podłoża pojedyncze układy. Uszkodzone die utylizuje się. 13/

WIRE BONDING, mikromontaż drutowy - wykonywanie połączeń między układem scalonym (die) a jego "opakowaniem". Wycięty "goły" chip umieszcza się na specjalnej płytce / ramce. Bonding może być oparty na cienkich drutach wykonanych z miedzi, aluminium, srebra czy złota. 14/

Chip (die) ma już coraz większą zdolność do komunikacji ze światem.
Powstają też alternatywy do bondingu, jak flip chips (odwrócony układ)

MOLDING - powstała struktura jest ciągle delikatna i podatna na uszkodzenia. Chip wraz z ramką jest więc zasklepiany w specjalnej obudowie.

Sam proces mikromontażu staje się coraz bardziej skomplikowany (advanced packaging). Na jednym podłożu łączy się chipy z różnych technologii produkcji, układa je w poziomie, pionie.

TESTOWANIE - obudowane układy (procesory) przechodzą ostateczne testy i są gotowe do wysyłki. 16/

Z zakładów back-end trafiają teraz do fabryk, gdzie powstają finalne produkty jak: serwery, PC-ty, smartfony lub w przypadku prostszych układów trafiają od razu do dystrybutorów.

W trakcie całego procesu tej pofabrycznej obróbki układów zakład back-end używa 8-10 różnych maszyn.

Rynek materiałów zużywanych w tej fazie produkcji układów scalonych to 55-60% tego, co jest fabrykach front-end. Jednak produkcja materiałów pod back-end ma niższe bariery wejścia, więc tu może stworzyć się dla nas dodatkowy rynek. 18/

Największy na świecie udział w zakresie produkcji back-end mają Chiny. Aż 38%. Przy czym często są to fabryki firm tajwańskich zlokalizowane w Państwie Środka. Same lokalizacje na Tajwanie to też dużo. 19% tego rynku. A Europa?... 4%
19/

Ten biznes mogą prowadzić te same spółki, które zajmują się produkcją półprzewodników, jak właśnie Intel, TSMC, Samsung. Ale można też tę produkcję zlecać specjalizującym się w tym podmiotom. tzw. OSAT (Outsourced Assembly & Testing). Tu liderem jest 🇹🇼 firma ASE. 20/

Średnie marże w firmach OSAT są jednak wśród najniższych spośród poszczególnych modeli biznesowych branży #semis

GDZIE MOGĄ TRAFIAĆ UKŁADY Z POLSKI?
Procesory Intela trafiają teraz głównie do serwerów i PC-tów. W przyszłości chipy z ich fabryk będą wg mnie trafiać też do aut. 21

Produkcja serwerów i PC-tów znajduje się najczęściej w Azji.

PO CO DELEGACJA TAJWANU PRZYJEŻDŻA DO POLSKI? Nie wiem, ale:
1⃣ firmy z Tajwanu, tzw. ODM (na zlecenie) to liderzy w produkcji serwerów dla Big Tech
2⃣ Tajwan to liderzy w biznesie OSAT
3⃣ No i Tajwan to TSMC... 22/

... który też jak Intel ma swoje zakłady back-end. A ponieważ są przymiarki do postawienia fabryki TSMC w Niemczech (technologia 28nm?, pod automotive), to może TSMC też szuka w Polsce miejsca na zakład back-end (???). Głośno myślę ;)
23/

INTEL I AUTOMOTIVE
W przyszłości samochody będą stawać się smartfonami na kółkach i będą potrzebować zaawansowanych procesorów. Jeśli to nie będą te z Intel Inside, to ciągle niektóre mogą być produkowane przez Intela - jeśli zaskoczy strategia produkcji na zlecenie (Intel 2.0)

A taka myśl pewnie też stoi za decyzją Intela o budowie fabryki w Magdeburgu. JEŚLI Intel zrealizuje swoje ambitne cele nadrobienia zaległości technologicznych względem TSMC i faktycznie będzie w stanie mieć wiodące technologie - A INTEL ZNANY JEST Z OPÓŹNIEŃ I ROZCZAROWAŃ...25/

...i zdoła rozbudować odpowiednio duże moce produkcyjne dla klientów zewnętrznych, to dlaczego Tesla (i ich fabryka spod Berlina) czy Nvidia nie mogliby wykorzystać ich technologii. No i jest jeszcze Mobileye. Nvidia i Mobileye współpracują z niemieckimi producentami. 26/

Jakiś czas temu pisałem o współpracy Nvidii i Mercedesa. Nvidia będzie dostarczała im superkomputer pokładowy. Od 2025 Nvidia ma wprowadzić mocny układ Nvidia Thor pod automotive, który pewnie prędzej czy później trafi do MB. Intel Magdeburg w 2027 mógłby mieć tu jakiś udział.27/

Ale zanim Intel postawi fabryki w Magdeburgu i Miękinie, musi uporać się z własnymi finansami. Przez recesję na rynku PC-ów i centrów danych Intel w ostatnich kwartałach "pali" dużo gotówki. Średnio 10 mld USD. To powinno zacząć się zmniejszać, ale eldorado to oni nie mają. 28/

A te kwestie nie są bez znaczenia dla tempa inwestycji. Intel musi w tym trudnym środowisku sporo inwestować: w technologie (nowe węzły), projekt (AMD nie śpi), moce (dla siebie i Intel 2.0). A konkurencja ledwo zwalnia tempa.
Stąd Intel oczekuje też wysokich dotacji.

Koniec 🧵

⚠️ Szkice przy procesach back-end proszę traktować jako bardzo poglądowe. Nie zdążyłem znaleźć nic ciekawszego pod zaawansowane układy. Chciałem tylko oddać istotę back-end. To co teraz robi Intel czy TSMC to zupełnie inna półka.