Como se constrói uma fab de semicondutores de US$ 20 bilhões
(construction-physics.com)- Os semicondutores reduziram drasticamente o custo por transistor, mas o custo de construção de uma fab que os produz cresceu para US$ 10 bilhões a US$ 20 bilhões ou mais, tornando-se um gargalo na cadeia de suprimentos de IA, mobile e computação
- A fabricação de chips repete sobre wafers de silício os processos de formação de camadas, padronização, dopagem e tratamento térmico para empilhar dispositivos FEOL e interconexões metálicas BEOL; processos de ponta podem exigir mais de 80 máscaras e milhares de etapas
- Uma fab moderna é um sistema gigantesco em que cleanroom, subfab, espaço intersticial e instalações externas de suporte trabalham em conjunto, exigindo controle simultâneo de partículas, vibração, energia, gases e água ultrapura
- 70% a 80% do custo de uma nova fab vem dos equipamentos de processo; ferramentas de litografia como as EUV da ASML custam centenas de milhões de dólares por unidade, e só a litografia é estimada em cerca de 20% do custo total
- À medida que o nó de processo avança, aumentam juntos o preço dos equipamentos, o número de máscaras e as exigências de automação, concentrando a manufatura de ponta em poucas empresas como TSMC, Samsung e Intel, além da estrutura fabless-foundry
Os transistores ficaram baratos, mas as fabs ficaram caras
- Os semicondutores se tornaram a base do PC, da internet, dos celulares e do avanço da IA, e as GPUs têm papel importante na evolução da IA por meio de operações matriciais em larga escala
- De acordo com a Lei de Moore, os transistores ficaram menores e mais baratos
- O rádio transistor TR-1 de 1954 usava 4 transistores, e cada um custava US$ 2,50, o equivalente a US$ 29,03 em 2024
- O AMD Ryzen 9 7950X3D inclui 9,9 bilhões de transistores e é vendido por US$ 650, o que dá cerca de US$ 0,000000066 por transistor
- Desde os anos 1950, o custo do transistor caiu para cerca de 1/300.000.000 do valor original
- O custo das instalações de fabricação, por outro lado, disparou
- No fim dos anos 1960 e início dos 1970, uma fab custava cerca de US$ 4 milhões, algo como US$ 31 milhões em valores de 2024
- Uma fab moderna pode custar US$ 10 bilhões a US$ 20 bilhões ou mais
- As duas fabs da Intel no Arizona custam US$ 15 bilhões cada, e a fab da Samsung em Taylor, Texas, é estimada em US$ 25 bilhões
- A Segunda Lei de Moore ou Lei de Rock descreve a observação de que o custo de uma fab de semicondutores dobra a cada 4 anos
- As estruturas de chips modernos têm largura de cerca de 50nm, aproximadamente 1/2000 da espessura de um fio de cabelo humano
- Os materiais são dispostos em camadas com espessura de poucos átomos
- Um único grão de poeira, uma pequena variação de tensão ou uma contaminação mínima podem levar à falha de produção
- E essas condições precisam ser mantidas não em um laboratório, mas em uma fábrica que produz centenas de milhões de chips por ano
Os chips são feitos empilhando camadas FEOL e BEOL
- Um chip de computador é uma estrutura composta por várias camadas
- Na região inferior, chamada FEOL(front end of line), ficam dispositivos baseados em silício como transistores, capacitores, resistores e diodos
- Na região superior, chamada BEOL(back end of line), ficam as finas camadas de interconexão metálica que ligam esses dispositivos
- O processo atual da Intel tem 15 camadas de interconexão metálica
- As diferentes camadas são separadas por dielétricos, que atuam como isolantes
- As conexões entre camadas são feitas por furos chamados vias
- O chip é fabricado repetindo num wafer de silício de alta pureza o processo de adicionar material, remover parte dele e depois voltar a adicionar ou modificar material
- Esse método de fabricação é o processo planar(planar process), inventado em 1959 por Jean Hoerni, da Fairchild Semiconductor, e que viabilizou os circuitos integrados e a computação moderna
Quatro processos centrais
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Formação de camadas
- Formação de camadas(layering) é o processo de adicionar camadas extremamente finas de material à superfície do wafer
- A espessura pode ficar abaixo de 1nm, algo como 1/100.000 da espessura de um fio de cabelo humano
- Dependendo da etapa, usam-se materiais isolantes, condutores e semicondutores
- Entre os principais métodos estão oxidação térmica, deposição química em fase vapor (CVD) e sputtering
- A deposição por camada atômica moderna oferece precisão suficiente para empilhar literalmente uma camada de átomos por vez
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Padronização
- Padronização(patterning) é o processo de gravar um padrão no wafer e remover seletivamente o material das áreas desejadas
- Os semicondutores modernos usam fotolitografia
- Aplica-se no wafer um material fotossensível chamado photoresist e projeta-se luz de determinado comprimento de onda por meio de uma máscara com o padrão gravado
- Um stepper ou scanner move a máscara sobre o wafer para expor centenas de áreas de chips
- Após a exposição, o photoresist é revelado e o material exposto é removido por corrosão úmida ou seca
- A corrosão úmida usa químicos líquidos como ácido fluorídrico, e a corrosão seca usa gases como flúor em plasma
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Dopagem
- Dopagem(doping) é o processo de introduzir quantidades minúsculas de impurezas em materiais semicondutores para alterar sua condutividade elétrica
- Ao adicionar ao silício elementos do grupo V como fósforo ou arsênio, obtém-se um semicondutor do tipo n, rico em elétrons livres
- Ao adicionar elementos do grupo III como boro, obtém-se um semicondutor do tipo p, rico em lacunas
- Dispor corretamente silício tipo p e tipo n permite criar dispositivos como transistores
- No início usava-se principalmente difusão, mas hoje a dopagem é feita sobretudo por implantação iônica
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Tratamento térmico
- Tratamento térmico é o processo de aquecer ou resfriar o wafer para obter as propriedades desejadas do material
- A implantação iônica danifica a estrutura cristalina do silício, e isso é recuperado com recozimento térmico rápido
- Lâmpadas térmicas aquecem o wafer a mais de 1.000 graus em poucos segundos e depois o resfriam lentamente para restaurar a estrutura cristalina
- Na litografia, o calor também é usado para assar e endurecer o photoresist líquido
Processos auxiliares aumentam a complexidade
- CMP(chemical mechanical polishing) nivela a superfície do wafer para reduzir as diferenças de altura acumuladas ao empilhar múltiplas camadas
- Também é usado quando furos criados por corrosão são preenchidos com material e depois o excesso na parte superior é removido por polimento
- A limpeza é repetida várias vezes para evitar defeitos causados por partículas microscópicas
- Em uma fab moderna, o wafer pode ser limpo mais de 200 vezes durante a produção
- São usados solventes e água ultrapura
- Metrologia(metrology) mede o wafer em vários pontos do processo para verificar erros de fabricação ou defeitos
- Circuitos integrados iniciais podiam ser feitos com 5 a 10 máscaras e algumas dezenas de etapas, mas chips modernos de ponta podem exigir mais de 80 máscaras e milhares de etapas individuais de processo
- Quando o processamento termina, o wafer segue para montagem e encapsulamento
- O wafer é cortado em chips individuais
- Os chips são conectados a fios ou a outros chips
- São envolvidos por um revestimento protetor
- O encapsulamento pode ocorrer dentro da fab ou em uma instalação separada
A fabricação em nanômetros exige controle extremo
- Na manufatura comum há um certo nível de tolerância, mas na fabricação de semicondutores essa tolerância praticamente desaparece
- Produzir transistores de alguns nm exige uma precisão centenas de milhares de vezes maior que a da manufatura tradicional
- Uma única partícula microscópica pode causar curto em uma conexão e arruinar todo o chip, e até alguns átomos fora do lugar podem fazer uma etapa falhar
- Nas pesquisas de semicondutores da Bell Labs nos anos 1940, houve um caso em que se descobriu que uma quantidade minúscula de átomos de cobre transferida pelas mãos de um pesquisador após tocar uma maçaneta de cobre estragava o material
- A Intel descobriu que até pequenas mudanças de equipamento podem reduzir o rendimento de uma nova fab por meses ou anos
- Para evitar isso, introduziu o processo Copy EXACTLY!
- A nova fab foi construída para ser o mais idêntica possível à fab existente, até a cor e a marca da tinta das paredes
Estrutura básica de uma fab moderna
- Uma fab moderna de semicondutores geralmente é composta por quatro níveis
- o cleanroom onde o processo realmente ocorre
- a subfab abaixo do cleanroom
- o espaço intersticial acima do cleanroom com ventiladores e filtros para recircular o ar
- as instalações externas de suporte
- No cleanroom ficam equipamentos de processo como as máquinas de litografia EUV da ASML, equipamentos de deposição química em fase vapor, implantadores iônicos e wet benches para limpeza e corrosão
- Os fabricantes desses equipamentos são um pequeno grupo de empresas especializadas como ASML, Lam Research, Applied Materials e Tokyo Electron
- Equipamentos principais de processo podem custar de US$ 5 milhões a US$ 10 milhões, e alguns passam de US$ 100 milhões
- Os equipamentos de fotolitografia mais avançados da ASML chegam a quase US$ 400 milhões
- Uma fab lógica moderna pode produzir de 40 mil a 50 mil wafers por mês, enquanto uma fab de memória pode chegar a 120 mil por mês
- Para esse volume, podem ser necessários mais de 1.000 equipamentos de processo
Cleanroom e logística automatizada
- Uma fab de semicondutores normalmente é construída como cleanroom Classe 10 ou Classe 100
- Só são permitidas no máximo 10 ou 100 partículas de 0,5 mícron ou mais por pé cúbico de ar
- Uma residência comum tem cerca de 500 mil partículas por pé cúbico
- Uma sala cirúrgica fica em torno de 100 mil
- Filtros HEPA ou ULPA no teto do cleanroom empurram o ar para baixo, ele é recolhido pelo piso para a subfab e depois recirculado
- O cleanroom mantém pressão positiva em relação ao exterior para impedir a entrada de partículas
- A troca de ar ocorre centenas de vezes por hora, muito acima das 5 a 10 vezes por hora de um escritório comum
- O cleanroom de uma grande fab pode ter de 500 mil a mais de 1 milhão de ft², o que também torna gigantesco o sistema HVAC
- Em vez de tornar todo o cleanroom extremamente limpo, os fabricantes isolam com mais rigor a área ao redor do wafer
- Os wafers são movidos em pods selados chamados FOUP(front opening unified pod)
- O próprio equipamento de processo forma um miniambiente selado
- Em uma fab da TSMC, os wafers são tratados em um miniambiente Classe 0.1 dentro de um cleanroom Classe 100
- Os FOUPs se deslocam entre os equipamentos por um sistema automatizado de logística baseado em trilhos no teto
- Algumas fabs mais antigas usam veículos guiados automáticos no piso
- Um único wafer pode levar meses para atravessar todo o processo
- Em qualquer momento, dezenas de milhares de wafers estão em diferentes etapas de produção
- Durante o processo, o wafer pode percorrer várias milhas
- FOUPs armazenados podem ser purgados com nitrogênio para evitar contaminação
Uma fábrica que controla até vibração, eletromagnetismo e energia
- Equipamentos de processo são extremamente sensíveis a vibração, e até ruído alto pode afetar negativamente a fabricação
- É comum que fabs sejam construídas longe de fontes externas de vibração, como aeroportos, ferrovias e rodovias movimentadas
- Em um caso, uma saída de exaustão a 400ft do prédio da fab foi identificada como causa de vibração inaceitável no piso do cleanroom
- A fab precisa absorver 100 vezes mais energia mecânica e 50 vezes mais fluxo de ar que um prédio normal, mantendo vibrações várias ordens de magnitude abaixo do que humanos conseguem perceber
- O piso do cleanroom costuma ser construído com uma laje waffle profunda de concreto de 2 a 4ft de espessura
- Ela é sustentada por colunas densamente espaçadas para aumentar a rigidez
- Acima dela é instalado um piso metálico elevado para tubulações e cabos
- Os equipamentos de processo podem ficar sobre bases separadas para evitar vibrações geradas pelos passos dos operadores
- Equipamentos sensíveis como os de litografia podem exigir sistemas ativos de amortecimento de vibração
- Em áreas sísmicas, podem ser usados amortecedores sísmicos ou fundações especiais para isolar o prédio do solo ao redor
- Outras fontes de interferência também precisam ser controladas
- Áreas de litografia usam iluminação amarela especial para evitar expor o photoresist
- Materiais antiestáticos são usados para impedir acúmulo de eletricidade estática
- É necessário blindar equipamentos e minimizar fontes de EMF para reduzir interferência eletromagnética
- Geradores de reserva e sistemas de energia ininterrupta são usados contra quedas de energia
- Temperatura e umidade precisam ser mantidas dentro de faixas estreitas
- Pode haver blindagem RF no projeto por motivos de segurança
Subfab e instalações utilitárias
- A subfab é a camada de infraestrutura abaixo do cleanroom que dá suporte aos equipamentos de processo
- Equipamentos de litografia EUV precisam, além do corpo principal no cleanroom, de lasers de CO₂ e bombas de vácuo no piso inferior
- Implantadores iônicos e equipamentos de sputtering também exigem vácuo, e uma grande fab pode ter milhares de bombas de vácuo
- A fab usa uma grande variedade de químicos e gases de alta pureza
- Nitrogênio é usado para purga e limpeza de FOUPs e equipamentos de processo
- Oxigênio é usado em fornos de oxidação e equipamentos de abatimento
- Argônio é usado em reações de plasma
- Hidrogênio é usado na limpeza de equipamentos EUV
- Alguns químicos exigem pureza de 99,9999999%
- A tubulação é enorme e complexa, e alguns dutos podem chegar a 10ft de diâmetro
- Materiais tóxicos e perigosos exigem manuseio especial
- Fosfina e arsina são substâncias altamente tóxicas usadas na dopagem
- Silano é usado em alguns processos de CVD e pode entrar em combustão espontânea ao contato com o ar
- Trifluoreto de cloro, usado na limpeza de câmaras de CVD, é tão reativo que pode incendiar até areia molhada
- São necessários vários sistemas separados de exaustão para tratar os gases de escape
- Os subprodutos, especialmente amônia, são mantidos separados para evitar reações entre si
- Equipamentos de abatimento e scrubbers removem materiais nocivos
- A subfab também abriga painéis elétricos, transformadores, ventiladores, unidades de ar condicionado, chillers, geradores de RF e trocadores de calor
- Tubulações e equipamentos também exigem padrões muito mais rigorosos do que na manufatura comum
- Usa-se aço inoxidável e revestimento de Teflon
- O interior da tubulação é eletropolido para reduzir emissão de partículas e acúmulo de contaminantes
- Soldagem orbital é usada para reduzir vazamentos e contaminação
- Equipamentos e materiais podem ser fabricados em cleanroom, embalados em saco plástico duplo e transportados até o local
Água, gases, energia e escala de construção
- Para mover grandes equipamentos de processo ao cleanroom são necessários elevadores industriais capazes de erguer dezenas de milhares de libras
- Uma grande fab lógica pode usar 50 mil m³ de nitrogênio por hora, por isso pode ter no local instalações de separação do ar para produzir nitrogênio, oxigênio e argônio
- A limpeza dos wafers e o CMP exigem grandes volumes de água ultrapura
- Uma grande fab pode usar milhões de galões de água ultrapura por dia
- Isso é comparável ao consumo de água de uma cidade de 50 mil habitantes
- Produzir água ultrapura exige instalações especializadas separadas
- Uma grande fab pode demandar cerca de 100MW de energia, algo próximo de 10% da capacidade de um grande reator nuclear
- Há casos em que uma fab foi cancelada ou transferida porque os serviços locais não conseguiram garantir o fornecimento de energia e água
- Para manter as condições de processo, usam-se dezenas de milhares de sensores para monitorar nível de partículas, pressão, nível de impurezas e outros parâmetros
- Uma grande fab pode ter cleanrooms de centenas de milhares de ft² e ocupar terrenos de centenas de acres
- A construção exige dezenas de milhares de toneladas de aço estrutural e centenas de milhares de yd³ de concreto
- A Intel afirma que suas fabs usam o dobro do concreto do Burj Khalifa e cinco vezes mais metal que a Torre Eiffel
- A obra exige milhares de trabalhadores com treinamento especializado
- A fab da Intel em Magdeburg deve exigir mais de 9.300 pessoas no pico
- A fab da TSMC no Arizona emprega 12.000 pessoas
- Os trabalhadores devem seguir protocolos de clean construction
- Usam equipamentos para remover fumaça de solda
- Houve casos em que bordas de cortes feitos no local foram pintadas com tinta epóxi para evitar emissão de partículas
- Tubulações e equipamentos mecânicos podem ser pré-fabricados fora do local e depois instalados
Instalação de equipamentos e ramp-up de rendimento
- A instalação dos equipamentos de processo começa quando se atinge a etapa de blow down, em que já é possível manter pressão positiva no cleanroom
- Os equipamentos chegam em várias partes e podem ser montados com cuidado ao longo de um período extenso
- Equipamentos EUV avançados da ASML são transportados em 40 contêineres de carga, 20 caminhões e 3 aviões cargueiros
- Os equipamentos de processo são extremamente sensíveis, e uma queda ou impacto pode causar atrasos e custos de reparo de milhões de dólares
- Após a instalação dos equipamentos, a fab pode levar de 6 meses a 1 ano de ramp-up até atingir um rendimento de processo aceitável
- Apesar da escala e da complexidade, uma fab costuma ser construída em cerca de 2 a 4 anos
- Nos EUA, a construção de fabs tende a ser mais lenta e mais cara do que em outras regiões
- O prazo de construção de fabs nos EUA passou de pouco mais de 650 dias em média nos anos 1990 para mais de 900 dias em média nos anos 2010
- Em países asiáticos, o prazo fica em torno de 600 a 700 dias
- Procedimentos de revisão ambiental mais rígidos são apontados como uma das causas
- Uma fab nos EUA pode ser 30% mais cara segundo a Intel e até 4 vezes mais cara segundo a TSMC
- O custo 4 vezes maior pode se referir apenas à instalação física; nesse caso, o custo total da fab seria cerca de 60% a 90% maior
A estrutura de custos passou a ser centrada em equipamentos
- 70% a 80% do custo de uma nova fab vem dos equipamentos de processo
- O custo de atualizar uma fab existente para um nó de processo mais avançado também pode representar uma parcela significativa do custo de construir uma fab totalmente nova
- Em meados dos anos 1980, numa fab de DRAM, o custo da instalação e o dos equipamentos eram aproximadamente parecidos, mas no fim dos anos 1990 os equipamentos já respondiam pela maior parte do custo
- O custo de construção da instalação se divide em itens como estrutura, acabamentos, obras do terreno e sistemas de serviços e mecânicos
- Diferentemente de uma casa, a fab tem um peso enorme de sistemas mecânicos, elétricos e de serviços
- Instalações de água ultrapura, múltiplos sistemas de exaustão e HVAC de grande porte fazem com que os serviços representem cerca de 2/3 do custo da instalação de uma nova fab
- Em uma casa, essa participação fica abaixo de 20%
- O maior item de custo entre os equipamentos normalmente é a litografia
- Depois vêm os equipamentos de deposição e os de limpeza e corrosão
- Estima-se que os equipamentos de litografia respondam por cerca de 20% do custo de uma nova fab
- Isso significa que o custo da litografia pode se igualar ao custo de toda a instalação física da fab
O custo cresce a cada mudança de nó de processo
- Em fabs modernas de semicondutores, o custo da fab aumenta cerca de 30% a cada novo nó de processo
- O primeiro fator de custo são os equipamentos mais caros
- Equipamentos de litografia EUV da ASML são muito mais caros que os equipamentos DUV que substituíram
- O segundo fator de custo é o maior número de máscaras e etapas de processo
- À medida que os transistores encolhem, aumenta o número de camadas de interconexão metálica
- O FinFET exige mais etapas de formação de camadas do que os transistores mais simples anteriores
- Em certo momento, a EUV chegou a inverter essa tendência
- Ela permitiu fazer com uma única máscara tarefas que antes exigiam duas ou mais, reduzindo o número de etapas de processo
- Se um produto exige o dobro de etapas de fabricação para manter o mesmo volume de produção, também serão necessários o dobro de equipamentos
- O aumento do tamanho dos wafers também elevou os custos
- Nos anos 1970 usavam-se wafers de 50mm
- Hoje as fabs de ponta usam wafers de 300mm
- A transição para 450mm foi planejada, mas não executada
- A mudança para wafers de 300mm aumentou fortemente o uso de equipamentos automatizados de logística
- Isso porque os wafers em FOUP ficaram pesados demais para serem transportados manualmente
- A logística automatizada exige estruturas maiores e tetos mais altos no cleanroom
A estrutura fabless-foundry reorganizou a indústria
- Quando as fabs eram baratas, produtores de chips podiam manter suas próprias fabs
- Com a alta do custo das fabs, aumentou o peso de operar instalações de manufatura de ponta, e diminuiu o número de fabricantes com volume suficiente para diluir esse custo
- A escala eficiente de uma fab de wafers de 150mm é de cerca de 10 mil por mês, mas numa fab lógica de wafers de 300mm isso sobe para 40 mil por mês
- Fabs de wafers de memória são ainda maiores, chegando a 120 mil por mês
- Hoje, restam poucas empresas tentando operar nós de ponta, como TSMC, Samsung e Intel
- Empresas como Apple e Nvidia desenham os chips, enquanto foundries como a TSMC os fabricam, difundindo o modelo fabless
- A foundry agrega pedidos de várias empresas de chips para alcançar a escala necessária para sustentar fabs de ponta
A fab é uma instalação de produção em massa no nível atômico
- Uma gigafab moderna produz centenas de milhões de chips por ano, e cada chip contém bilhões de transistores
- A produção de semicondutores exige manipular quantidades enormes de material no nível atômico de forma repetitiva e confiável, 24 horas por dia, 365 dias por ano
- O custo da fab surge justamente no ponto em que a escala de uma fábrica de produção em massa encontra uma precisão quase inimaginável
1 comentários
Comentários no Hacker News
Ouvi por alguns dias, no trajeto de ida e volta do trabalho, o Marketplace da NPR/KQED, apresentado por Kai Ryssdal, e o tema recente foi o CHIPS and Science Act e as novas fábricas de semicondutores que a TSMC e a Intel estão construindo em Phoenix, no Arizona
Ainda levará alguns anos para que as fábricas que já estão em construção entrem em produção, mas um ecossistema está sendo criado: dos canteiros de obras atuais à formação da futura mão de obra, passando pelas empresas ao redor que darão suporte a essas fábricas enormes
O financiamento do CHIPS Act é essencial não só para atrair instalações de manufatura, mas também, do ponto de vista econômico e de segurança nacional, para que os EUA recuperem, na escala necessária, capacidades que haviam perdido
Se tiver interesse, o programa está disponível em podcast: https://www.npr.org/podcasts/381444600/marketplace
Vai ser interessante ver quais impactos culturais e econômicos esse fluxo terá em Phoenix nos próximos anos
Por isso a terceirização causou danos muito maiores do que havia sido prometido, e o reshoring também pode criar muito mais empregos do que se espera
Só que, como os políticos sempre fazem, mesmo fazendo a coisa certa acabam conduzindo do jeito errado; por enquanto, parece bem provável que o resultado final fique mais próximo de uma estagflação
Parece que a Intel está pulando completamente o EUV da ASML; se for esse o caso, não entendo como ela conseguiria bons yields em 7 nm~5 nm
Também não parece que isso virá com High-NA, e isso soa como uma distração de curto prazo
Para comparação, o custo de construção do World Trade Center foi de US$ 2 bilhões
Trabalho na indústria de semicondutores há 35 anos, e este é um dos melhores textos para o público geral que já vi explicando o que entra na fabricação de chips
O equilíbrio entre explicações e ilustrações é perfeito, sem simplificar demais
Meu doutorado foi em uma área adjacente a SiC, e se tivesse existido uma explicação introdutória como essa na época, acho que eu teria conseguido acompanhar tudo muito mais rápido
É um texto realmente fascinante
Impressiona de novo ver o quanto a humanidade avançou; quando se joga Angry Birds no iPhone, é fácil esquecer a enorme quantidade de pesquisa, recursos e conhecimento especializado que tornou possível o mundo tecnológico moderno
Para quem quiser se aprofundar mais na história da indústria de semicondutores e nos dilemas atuais, recomendo muito também Chip War, de Chris Miller
Um pouco relacionado: há um vídeo de um estudante do ensino médio que montou sua própria fab de semicondutores “de baixo orçamento” na garagem dos pais
https://youtube.com/watch?v=IS5ycm7VfXg
É um vídeo muito interessante, mas é uma pena que ele não tenha levado a ideia mais adiante
Eu realmente queria ver alguém fabricando algo como um 6502 em casa
https://atomicsemi.com/about/#:~:text=general%20fabrication%20equipment.-,Team,-Atomic%20was%20founded
Esta parte me chamou especialmente a atenção: hoje, pouquíssimas empresas tentam operar nós de ponta, como TSMC, Samsung e Intel, e a indústria migrou para o modelo fabless, em que Apple ou Nvidia projetam os chips e foundries como a TSMC os fabricam
Ao agregar pedidos de várias empresas de chips, uma foundry consegue chegar à escala necessária para bancar uma fab de ponta
Fico me perguntando se, no longo prazo, o treinamento de IA seguirá um caminho parecido; em parte, acho que isso já acontece hoje
O custo de treinar GPT saltou exponencialmente a cada modelo e já está na casa de milhões de dólares
Há um bom motivo para os concorrentes mais recentes do GPT-4 serem Meta ou Google
Texto interessante
A “segunda lei de Moore”, ou lei de Rock, diz que o custo de uma fab de semicondutores dobra a cada 4 anos; se isso continuar valendo, em 30 anos o custo de uma única fab passará de US$ 3 trilhões
Isso significa que, no fim, haverá um teto rígido para a melhoria dos nós apenas por razões econômicas
Há 30 anos, o valor de mercado da Microsoft era de aproximadamente US$ 20 bilhões, e hoje é de US$ 3 trilhões
Não seria nada estranho se a mesma coisa acontecesse de novo
Por trabalho, já visitei vários grandes canteiros de obras
Quando você ouve “este é um projeto de US$ 40 milhões” e vê inúmeros trabalhadores, equipamentos e materiais em movimento, dá para pensar: então é assim que US$ 40 milhões em movimento se parecem
O que você realmente vê provavelmente corresponde a algo como US$ 10 milhões a US$ 20 milhões que não foram sugados com sucesso pela burocracia
O Computer History Museum fez, em 2007, uma entrevista de história oral com Morris Chang, fundador da TSMC
Chang contou sua trajetória pessoal, da China continental para Taiwan e depois para os estudos e o trabalho nos EUA; foi rejeitado no doutorado do MIT, mas teve a sorte de entrar rapidamente em uma trilha industrial em crescimento
Depois de acumular riqueza suficiente, visão sobre o setor e uma rede de contatos, voltou a Taiwan e fundou a TSMC; o restante é uma história bem conhecida
Ele também comparou os estilos de engenharia na Ásia e nos EUA: na visão dele, engenheiros asiáticos tendem a ser mais sistemáticos, estudiosos e ordenados, enquanto engenheiros americanos tendem a ser mais inovadores, porém menos sistemáticos e menos organizados
Ao mesmo tempo, ele também afirmou que grupos inovadores e grupos sistemáticos podem se complementar
https://archive.computerhistory.org/resources/access/text/2013/05/102658129-05-01-acc.pdf
Uma pergunta um pouco relacionada: fico curioso se a Intel compra equipamentos EUV da ASML
Estou falando de equipamentos EUV comuns, não dos equipamentos High-NA
Não encontrei a resposta online, mas a nova fab na Irlanda parece estar na faixa de EUV comum
Pela complexidade e pelo custo avassaladores, é muito improvável que surja um concorrente realista
Uma fab de bilhões de dólares também não vai querer experimentar equipamentos de uma empresa nova
A ASML é a única fornecedora do mundo
A Fab 34 na Irlanda recebeu seu primeiro equipamento EUV da ASML há 2 anos
Não parece que equipamentos High-NA EUV entrarão nesta geração de fabs, e a primeira máquina foi entregue há alguns meses à fab de desenvolvimento da Intel
Passo 1: conseguir US$ 20 bilhões
Passo 2: construir uma fab de semicondutores de US$ 20 bilhões
https://knowyourmeme.com/memes/how-to-draw-an-owl