Tchajwanská společnost TSMC, největší výrobce pokročilých čipů pro umělou inteligenci na světě, zveřejnila výsledky za druhé čtvrtletí letošního roku. A byly to výsledky rekordní. Tržby dosáhly zhruba 40 miliard dolarů, čistý zisk vyskočil o víc než 77 procent na téměř 707 miliard tchajwanských dolarů. Firma zároveň oznámila, že do svých amerických továren v Arizoně vloží dalších 100 miliard dolarů. Zákazníci chtějí víc, než dokáže TSMC vyrobit, řekl Šéf společnosti C. C. Wei.
Výsledky překonaly odhady analytiků prakticky ve všech ukazatelích. Trh přitom čekal zisk kolem 633 miliard tchajwanských dolarů, skutečnost byla výrazně vyšší. Šlo o páté rekordní čtvrtletí v řadě a devátý kvartál za sebou, kdy zisk rostl dvouciferným tempem.
Poptávku táhnou čipy pro AI
Za rekordními čísly stojí jediná věc. Umělá inteligence spotřebovává křemík rychleji, než stačí vznikat nové továrny. Segment vysoce výkonného počítání, kam patří právě akcelerátory pro datová centra, vzrostl mezikvartálně o pětinu a tvoří teď dvě třetiny všech tržeb z výroby čipů. Ještě v roce 2022 přitom firmě vydělávaly nejvíc chytré telefony. Ty spadly na 22 procent.
Rostou hlavně nejpokročilejší výrobní procesy. Třínanometrová technologie se na tržbách podílela třiceti procenty, pětinanometrová třiatřiceti. Když se přidá sedminanometrový proces, dohromady tvoří pokročilé čipy sedmasedmdesát procent tržeb z waferů. To ukazuje, jak moc se hodnota soustředila do špičkových technologií jediné firmy.
Analytici, které oslovila agentura Reuters, se shodují, že poptávka po grafických čipech i po specializovaných obvodech pro umělou inteligenci pořád překonává očekávání. Simon Chen z výzkumné společnosti Omdia míní, že obavy z nafouknutých cen kolem umělé inteligence jsou přehnané. Poptávka je podle něj strukturální a stojí za ní obrovské investice velkých provozovatelů datových center.
Rozjíždí se výroba dvounanometrových čipů
Čtvrtletí přineslo ještě jeden milník. Poprvé se na tržbách znatelně projevila dvounanometrová technologie, která zatím tvoří tři procenta. Firma dokončila přechod od zkušebních vzorků k placené výrobě.
Tenhle proces znamená zásadní zlom v konstrukci tranzistorů. Každý čip, který TSMC dosud vyrobila, od nejstarších technologií až po třínanometrový proces vyrábějící současné grafické čipy Nvidia, používal stejný typ tranzistoru zvaný FinFET. Nový proces ho nahrazuje takzvaným gate-all-around tranzistorem, kde je hradlo obepnuté kolem křemíkových pásků ze všech čtyř stran. Díky tomu je čip zhruba o 15 procent rychlejší, nebo při stejné rychlosti spotřebuje o 30 procent míň energie. Vejde se na něj taky o víc než 15 procent víc tranzistorů.
Za tenhle skok se ovšem platí. Rozjezd úplně nové konstrukce tranzistoru trvá déle, než se ustálí kvalita výroby. Finanční ředitel Wendell Huang analytikům řekl, že prudké zvýšení výroby ve druhé polovině roku ukrojí z hrubé marže zhruba tři až čtyři procentní body, než se projeví úspory z rozsahu. Pro třetí čtvrtletí firma počítá s tržbami mezi 44,6 a 45,8 miliardy dolarů.
Fronta na technologii CoWoS
Další důležitou částí je balení čipů. Technologie CoWoS spojuje výpočetní čip s vysokorychlostní pamětí tak těsně, aby zvládly trénink a provoz velkých jazykových modelů. A právě tahle technologie je teď vyprodaná. Dodací lhůty se protáhly na 52 až 78 týdnů.
Proč zrovna balení? V běžném čipu putuje signál mezi procesorem a pamětí přes desku plošných spojů a cestou ztrácí rychlost i energii. CoWoS položí výpočetní čip a několik vrstev paměti vedle sebe na křemíkovou podložku, kterou propojují mikroskopické měděné spoje. Signál tak urazí místo milimetrů jen mikrometry a propustnost paměti prudce stoupne. Na téhle technologii závisí grafické čipy Nvidia i akcelerátory od AMD a vlastní obvody, které si pro svá datová centra vyrábějí Google, Amazon a Microsoft.
Omezení je přitom trvalé, ne dočasné. Výroba podložky je sama o sobě samostatný výrobní krok se svými stroji a vlastní křemíkovou destičkou. A čím hustší čipy pro umělou inteligenci jsou, tím víc pamětí potřebují, takže každá další generace klade na balení větší nároky. Wei přiznal, že právě balení teď brzdí růst zákazníků. Konkurenční nabídky od jiných firem prý vítá, protože by mu ulevily od tlaku na vlastní kapacity. Podle nezávislých odhadů ale mají Intel i Samsung dva až tři roky zpoždění.
Další investice v hodnotě 100 miliard dolarů
Kromě samotných výsledků firma oznámila i to nejdůležitější pro nadcházející roky. Zvedla letošní investiční rozpočet na 60 až 64 miliard dolarů z původního rozmezí 52 až 56 miliard. Sedmdesát až osmdesát procent půjde do pokročilých výrobních procesů. Wei ještě nastínil delší výhled. Výdaje v příštích třech letech budou podle něj výrazně vyšší než v uplynulých třech letech.
Firma zároveň potvrdila dalších 100 miliard dolarů do svých provozů v Arizoně. Vzniknou tam čtyři nebo i víc dalších továren pro výrobu i balení nejpokročilejších čipů. Celková slíbená investice v tomto americkém státě tak stoupla na zhruba 265 miliard dolarů z původních 165 miliard, které TSMC oznámila loni v březnu. Jde o největší zahraniční investici do výrobního projektu na zelené louce v americké historii.
AI otevírá další zdroj poptávky
Vedení firmy upozornilo ještě na jednu věc, o které se zatím moc nemluví. Nástup takzvané agentní umělé inteligence mění složení poptávky v datových centrech, a to ve prospěch TSMC.
V éře chatovacích nástrojů, tedy zhruba od roku 2022 do poloviny loňska, poptávku táhly hlavně grafické čipy pro trénink a provoz modelů. Procesory zastávaly jen krátké dílčí úkoly. Agentní systémy ale dokážou samy vykonávat vícekrokové úlohy: prohlížet web, psát, programovat, komunikovat a rozhodovat se skoro bez zásahu člověka. Tyhle úlohy vyžadují neustálý výkon procesorů. Podle analýzy společnosti TrendForce můžou agentní aplikace potřebovat až čtyřikrát víc procesorových jader na gigawatt spotřeby datového centra než infrastruktura zaměřená na trénink.
TSMC vyrábí špičkové procesory všech hlavních architektur, a Wei uvedl, že firma už s výrobci procesorů řeší vyčlenění kapacit právě pro agentní aplikace. Vzniká tak dodatečná poptávka po křemíku, která se přidává k dosavadní vlně akcelerátorů, místo aby ji nahrazovala.
Zdroje: ft.com a bbc.com
