AMD li dị GlobalFoundries để chơi với TSMC

AMD khởi nghiệp là nhà gia công kết hợp thiết kế: cạnh tranh trực tiếp với Intel - tức là thiết kế và sản xuất chip riêng
khi hoạt động sản xuất nội bộ của AMD bắt đầu tụt hậu lại so với Intel, công ty đã chuyển đổi thành một xưởng gia công không xưởng fab [fabless]
kể cả sau cuộc chuyển đổi, xưởng fab [foundry] đối tác là GlobalFoundries đã gặp khó, không theo kịp những yêu cầu kỹ thuật và hiệu suất [yield] của AMD
sau rốt, hãng quay sang TSMC ở Đài Loan để đặt gia công những tiến trình tiên tiến
ngày nay, TSMC là đối tác xưởng fab thân thiết nhất của AMD và là nhà gia công của những sản phẩm xịn xò nhất hãng

Khó khăn sản xuất của AMD
năm 2006 AMD bắt đầu lỗ trong hơn 2 năm sau đó: sản phẩm hãng thất thế trước Intel và cấu trúc vi xử lý Core - bất chấp một số vụ kiện chống độc quyền thành công chống lại Intel, nhắm vào thực tiễn hành vi hạn chế cạnh tranh của hãng
năm 2007 chip bốn nhân [quad core] đầu tiên của AMD bán ra được lấy tên Barcelona đã tụt hậu so với đối thủ Intel trên thị trường mất 4 tháng
chào bán muộn - và món hàng [offering] do đó có hiệu năng trên giá bán ảm đạm - đã vuột mất cơ hội cho AMD tăng trưởng số thị phần 20 mấy % sẵn có của hãng
Intel có vẻ căng sức ở mọi mặt trận: tuyên bố tất cả xưởng gia công đã chuyển từ tiến trình 65 nanomet sang 45 nanomet: sớm một năm trước AMD
bên cạnh đó Intel nói rằng những tiến trình 32 và 22 nanomet sẽ đưa vào sản xuất theo đúng lịch trình 2 năm thường lệ
mô hình kinh doanh của Intel khiến AMD càng khó vì phải đeo đuổi trong khi những xưởng tiên tiến thì đang trở nên càng lúc càng đắt đỏ
là một thiết kế sản xuất kết hợp [IDM - integrated design manufacture] thì AMD cần chi hàng triệu đôla xây dựng xưởng fab: cần doanh số hoặc cam kết mua hàng từ những khách hàng tiềm năng để có số tiền ấy - nhưng khách hàng tiềm năng thì sẽ không cam kết mua nếu họ cảm thấy sản phẩm sẽ không được bán đúng hạn
kết quả của nghịch lý con gà và quả trứng ấy đã khiến AMD trượt dài trong trầm cảm
bất chấp Đức giảm thuế cho AMD xây dựng những xưởng Fab 30 và 36 ở Dresden, hãng đã phải ngừng các dự án Dresden cũng như những xưởng fab ở New York để bảo toàn vốn
tháng 10 năm 2008 AMD tuyên bố sẽ tách ra [spin off] những xưởng fab gia công thành công ty riêng: GlobalFoundries - giám đốc điều hành thứ hai Hector Ruiz của hãng AMD đã thoái chức sau 7 quý lỗ liên tiếp

Chiến lược kinh doanh của GlobalFoundries
Abu Dhabi của các tiểu vương quốc Ả Rập [emirate] đã làm bạch mã hoàng tử: sẵn đã mua 8% cổ phần năm 2007 - từ một thương vụ sớm
cuộc tách ra [spin-off] sẽ là Abu Dhabi trả 700 triệu đôla mua 55% cổ phần FoundryCo mới thành lập - sau này đổi tên thành GlobalFoundries - và thêm 300 triệu đôla để nâng cổ phần sở hữu AMD lên thành 19.3%
quốc gia Ả Rập tiếp tục là cổ đông lớn của AMD: năm 2022 sở hữu 6.9% cổ phần
giao dịch hoàn thành tháng 3 năm 2009: AMD sở hữu 34% cổ phần GlobalFoundries và trở thành khách hàng đầu tiên
để giành được khách hàng, ý tưởng là GlobalFoundries tập hợp đủ vốn để tài trợ nghiên cứu phát triển cho những tiến trình tương lai cũng như chi phí tài sản cố định [capital expenditure] lớn để xây các xưởng fab
nửa năm sau, Abu Dhabi tiến tới thực hiện chiến lược ấy bằng cách mua lại Chartered Semiconductor đang khó khăn ở Singapore: thương vụ mua bán sát nhập đã lập tức tôn GlobalFoundries lên làm xưởng gia công lớn thứ ba thị trường

Hợp đồng wafer
tháng 3 năm 2009 GlobalFoundries kỹ một hiệp ước bán wafer: bản hợp đồng vẫn còn hiệu lực đến nay - sau nhiều năm, nhiều chỉnh sửa đáng kể đã được bổ sung để trao cho AMD quyền tự do theo đuổi việc kinh doanh với TSMC
bấy giờ AMD và TSMC đã có quan hệ làm ăn rồi
năm 2006 AMD mua hãng ATI làm chip đồ hoạ Canada: thương vụ trị giá 5.4 tỷ đôla - ATI từng là một trong những khách hàng lớn nhất của TSMC và mối quan hệ ấy vẫn tiếp diễn ít năm sau thương vụ sát nhập
hợp đồng wafer năm 2009 quy định AMD phải mua tất cả sản phẩm từ GlobalFoundries: mô hình định giá theo thặng số [cost-plus model - giá bán là giá thành cộng thêm tỷ lệ % chi phí]
nếu GlobalFoundries không thể đáp ứng nhu cầu sản lượng của AMD thì hãng có thể gọi một xưởng khác làm nguồn cung thứ hai, để khắc phục
để giữ TSMC không nhảy vào làm nguồn thứ hai, GlobalFoundries phải có khả năng mang những tiến trình gia công lên công nghệ mũi nhọn [leading edge] - cân sức với Intel
vấn đề chính là phát triển và ra mắt tiến trình thế hệ mới: 32 nanomet

Tụt lại phía sau
năm 2010 GlobalFoundries bị chậm 7-8 quý so với Intel
Santa Clara đã thành công chuyển đổi những xưởng fab sang tiến trình 32 nanomet trong khi 28 nanomet vẫn đúng lộ trình năm 2012
GlobalFoundries vẫn xoay xở 32 nanomet và chậm trễ cho đợt chào bán sản phẩm của AMD
đối thoại tình hình kinh doanh quý 2 năm 2010, giám đốc điều hành Dirk Meyer bấy giờ nói là vì "tiến bộ chậm hơn dự kiến của đường cong hiệu suất [yield curve] 32 nanomet" AMD phải trì hoãn sản phẩm bốn nhân Llano APU chậm 1 năm sang nửa cuối năm 2011
để lấp chỗ trống, AMD ra mắt sản phẩm APU lõi kép Ontario - lưu ý rằng APU là thuật ngữ AMD chỉ một hệ thống trên một chip: bao gồm cả một CPU và một GPU
Ontario được gia công ở TSMC trên tiến trình 40 nanomet: bước đã gây khó cho TSMC - một số tuyên bố rằng hiệu suất 40 nanomet thấp chỉ 20-30%
thất bại căn bản đã làm khiến giám đốc điều hành Rick Tsai bấy giờ mất việc: bị phân việc khác để Morris Chang thế chỗ
mặc dù AMD bị ảnh hưởng - vì thẻ đồ hoạ Radeon loạt 5000 đã được gia công trên tiến trình 40 nanomet - AMD vẫn chọn TSMC làm chip Octario
bấy giờ GlobalFoundries đang tiêu hoá thương vụ sáp nhập Chartered Semiconductors và không có khả năng xử lý đơn hàng
cho nên TSMC lần đầu tiên nhận việc gia công chip CPU cho AMD: chi 1.6 tỷ đôla để tăng công suất nhà máy và Ontario đã được bán đi đúng hẹn tháng 1 năm 2011
so với cách TSMC xử lý Ontario ở bước 40 nanomet thì GlobalFoundries chậm trễ 32 nanomet là rất trầm cảm: AMD tìm cách ngăn việc ấy xảy ra lần nữa
tháng 4 năm 2011 hai công ty tuyên bố thay đổi hợp đồng bán wafer: hợp đồng mới thay đổi cách AMD trả GlobalFoundries trong một năm - từ định giá cộng chi phí sang quy định AMD sẽ chỉ trả tiền cho "die" tốt
vì thế GlobalFoundries bị tạo động lực để cải thiện hiệu suất, nếu không sẽ lỗ chi phí cho những wafer xấu
nếu hiệu suất được cải thiện, AMD sẽ trả 400 triệu đôla trả thưởng: quy định chỉ hiệu lực trong một năm - giả sử là sau một năm thì GlobalFoundries đã thông thạo 32 nanomet
có vẻ quy định hợp đồng wafer mới đã thiệt hại GlobalFoundries kha khá: quý 3 năm 2011 hãng sa thải giám đốc điều hành Doug Grose cũng như nhiều lãnh đạo cấp cao nữa - công ty ăn trọn chi phí wafer xấu cả năm trời
năm 2012 AMD bán đi số cổ phần cuối cùng ở GlobalFoundries: trao cho xưởng gia công hoàn toàn độc lập kinh tế
trong thương vụ, AMD đã trả cho GlobalFoundries 425 triệu đôla và sau đó sửa hợp đồng wafer lần nữa để cho AMD tạm fab sản phẩm APU 28 nanomet ở TSMC
lý do không được công bố: có lẽ vì vấn đề sản lượng từ thương vụ sáp nhập Chartered
bấy giờ Intel đã hướng đến 22 nanomet với sản phẩm Ivy Bridge
năm 2014 AMD chỉ định tiến sĩ Lisa Su làm giám đốc điều hành

GlobalFoundries bỏ cuộc công nghệ mũi nhọn
tháng 4 năm 2014 GlobalFoundries và Samsung Electronics tuyên bố hợp tác tiến trình 14 nanomet cuối năm ấy hoặc sau đó
vụ hợp tác giúp GloFo ra mắt 14 nanomet đúng hẹn nửa đầu năm 2015 và nhờ thế được AMD chấp thuận đặt hàng loạt thẻ đồ hoạ RX 400 Radeon ra mắt tháng 6 năm 2016 đã giành những giải thưởng nhờ hiệu năng trên giá bán tốt
tiến trình 14 nanomet của GlobalFoundries có vẻ đạt hiệu suất tốt cho khách hàng
tháng 8 năm 2016 AMD lại chỉnh sửa hợp đồng bán wafer với GlobalFoundries, lần sửa thứ sáu
đầu tiên là nói rằng GlobalFoundries sẽ vẫn là nhà cung cấp ưu tiên cho thế hệ 7 nanomet kế tiếp: 2 công ty sẽ cộng tác để hiện thực hoá tiến trình ấy và thành thạo đến hiệu quả
đống thời, sửa đổi cho AMD khả năng theo đuổi công việc tiến trình 14 nanomet và 7 nanomet với những xưởng fab khác: đổi lại thì phải đền bù tài chính - hãng AMD phải trả xưởng GloFo để được đặc cách không sử dụng tiến trình của xưởng
có vẻ AMD làm thế để đề phòng khả năng tìm nguồn cung thứ hai cho vi kiến trúc Zen đột phá của hãng
bấy giờ thì căn bản AMD đặt cược công ty vào thành công của Zen: thất bại vì vấn đề nguồn cung thì không chấp nhận được
GlobalFoundries và Samsung tiếp tục cộng tác: GloFo tuyên bố tiến trình 12 nanomet năm 2017 - AMD ra mắt 2 thế hệ Zen thành công lớn
bất chấp thành công này, GlobalFoundries bắt đầu quy phục số phận hẩm hiu: nhiều động lực để đạt 7 nanomet nhưng khía cạnh kinh tế không cho phép - EUV xuất hiện
để GlobalFoundries thông thạo EUV, cả nguồn sáng lẫn quy trình sẽ thay đổi: việc làm lại công cụ sẽ tốn hàng chục tỷ đôla - hoàng tử bạch mã Ả Rập không chịu nổi nữa
mặt khác không nhiều khách hàng muốn 7 nanomet: AMD lớn nhất - ngoài ra chỉ còn Apple, Nvidia, Bitmain và Qualcomm
GlobalFoundries sẽ tranh những khách hàng khó tính ấy với TSMC và Samsung
tháng 8 năm 2018 GlobalFoundries tuyên bố tạm ngừng công nghệ 7 nanomet để tập trung vào những tiến trình 14 và 12 nanomet - phần lớn khách hàng chấp nhận - cùng với những tiến trình đặc thù [speciality] khác cho những thị trường ngách

TSMC 7 nanomet
AMD tìm xưởng gia công cho vi kiến trúc Zen 2: sẽ tối ưu hoá một mẫu hình [paradigm] thiết kế vật lý hoàn toàn mới so với thé hệ Zen cũ: từ thiết kế nguyên khối [monolithic] sang một thiết kế chiplet - cấu tạo từ nhiều die nhỏ hơn
die nhỏ sẽ có hiệu suất [yield] và phân tán nhiệt [heat distribution] tốt hơn
bằng trực giác, dễ thấy rằng die càng lớn thì càng dễ sai và lỗi xảy ra: nhỏ tức là ta sẽ có thêm những chip 'tốt' từ tiến trình xưởng
tháng 1 năm 2019 AMD và GlobalFoundries tuyên bố nhiều chỉnh sửa cho hợp đồng bán wafer: cho AMD được tự do mua bước 7 nanomet và thế hệ sau ấy mà không cần những khoản thanh toán một lần hay tiền phí bản quyền [royalty]
hợp đồng chỉnh sửa cũng đặt ra cam kết mua hàng cho tiến trình 12 nanomet của GlobalFoundries và thế hệ sau ấy: Zen 2 vẫn sử dụng 12 nanomet cho die I/O [input/output]
kể từ đó TSMC đã là xưởng gia công chính của AMD cho những vi xử lý chiplet mũi nhọn
Zen 3 ra mắt là phiên bản nâng cấp của TSMC 7 nanomet và GlobalFoundries 14 nanomet lại gia công [fab] những linh kiện die của chip
TSMC cũng fab những chip cho loạt thẻ đồ hoạ Radeon RX tên gọi Navi
tiến trình 5 nanomet của TSMC được dự tính sẽ fab kiến trúc Zen 4 kế tiếp của AMD ra mắt năm nay

Kết
mặc dù đã xôn xao chuyện AMD có thể đặt nguồn cung thứ hai với xưởng Samsung, chưa tuyên bố chính thức nào đưa ra và AMD tiếp tục là một trong những đối tác thân thiết với TSMC
Apple và Huawei luôn lấy công nghệ mũi nhọn sớm trong năm đầu tiên nhưng AMD theo ngay sau
giá trị thị trường của AMD đã quay lại mức cao nhất kể từ năm 2007, sản phẩm được ca ngợi đã vượt qua đổi thủ Intel
Intel bắt đầu tự gỡ rối khói những năm chậm trễ gia công 10 nanomet và 7 nanomet