TSMC, es ist geschafft?

Wenn man die Uhr auf das Jahr 2019 vor fünf Jahren zurückdreht, ist TSMC immer noch der weltweit führende Wafer-Hersteller. Laut TSMC im diesjährigen Finanzbericht betrug der Marktanteil von TSMC im gesamten Halbleiter-Foundry-Bereich 52 %. Zu dieser Zeit war der fortschrittliche Herstellungsprozess dieser taiwanesischen Wafergießerei nur auf die Insel Taiwan in China beschränkt.

Im Jahr 2020 kündigte TSMC unter dem doppelten Einfluss der neuen Kronenepidemie und der Geopolitik den Bau einer Fabrik in den Vereinigten Staaten an, und dann schlossen sich auch Japan und Deutschland dem Lager der Konkurrenz um TSMC an. Eine Zeit lang blühte TSMC überall auf. Aber da wir kurz vor dem Jahr 2025 stehen, scheint das, was die Länder von TSMC erwarten, durch die Bemühungen und die Zusammenarbeit von TSMC erreicht worden zu sein. Japan und die USA haben den Beginn der Massenproduktion von Chips angekündigt.

Ab dem dritten Quartal stieg der Marktanteil von TSMC auf 64,9 %.

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Nach Angaben der japanischen Nachrichtenagentur Kyodo haben taiwanesische Halbleiterhersteller mit der Massenproduktion von Chips in ihrer neuen Fabrik in der japanischen Präfektur Kumamoto begonnen. TSMC, die weltweit größte Chipgießerei, gründete vor drei Jahren in Japan ein Halbleiterfertigungsunternehmen namens JASM Inc.. Das Unternehmen ist ein Joint Venture zwischen TSMC und der Sony Group sowie Denso, einem großen Autoteilelieferanten. TSMC begann im April 2022 mit dem Bau des Werks in Kumamoto und schloss es Anfang des Jahres ab.

Die Anlage verfügt über mehr als 480,{1}} Quadratfuß reine Fläche bzw. Fläche, die für Geräte zur Chipherstellung geeignet ist. Es stellt Logikchips basierend auf einem Herstellungsprozess im Bereich von 28 nm bis 12 nm her. Diese Technologien liegen mehrere Generationen hinter dem neuesten Drei-Nanometer-Knoten von TSMC zurück, werden jedoch immer noch häufig zur Herstellung von Schaltkreisen eingesetzt, bei denen Kosteneffizienz Vorrang vor maximaler Leistung hat.

Zu den ersten Kunden der neuen Anlage zählen Sony und Denso, mit denen TSMC ein JASM-Joint Venture gegründet hat. Das Werk wird Kamerachips für Sony sowie für Automotive-Subsysteme optimierte Prozessoren produzieren.

Automobilchips, insbesondere solche, die empfindliche Komponenten wie Bremsen unterstützen, müssen strengere Zuverlässigkeitsstandards einhalten als andere Schaltkreise. Viele Chips verwenden eine Technik namens Lockstep-Verarbeitung, um das Fehlerrisiko zu verringern. Im Lockstep-Modus wird jede Berechnung von mindestens zwei verschiedenen Kernen durchgeführt und die Ergebnisse dann verglichen, um Inkonsistenzen zu identifizieren.

Viele Automobilprozessoren verwenden ein System-on-Chip-Design, das die CPU mit anderen Komponenten kombiniert. In einigen Fällen handelt es sich bei einer dieser Komponenten um einen Netzwerkbeschleuniger, der für die Koordinierung des Datenflusses zwischen Fahrzeugsubsystemen optimiert ist. Einige Automobilprozessoren enthalten auch Module für Cybersicherheit und künstliche Intelligenz.

Im März dieses Jahres plant TSMC, neben seiner neuen Fabrik in Kumamoto mit dem Bau einer zweiten Fabrik zu beginnen. Das kommende Werk wird voraussichtlich Ende 2027 in Betrieb gehen. Es wird in der Lage sein, Chips mit 6-nm- und 7-nm-Prozessen herzustellen, die von bestehenden Fabriken nicht unterstützt werden.

Sobald die beiden Fabriken vollständig in Betrieb sind, werden sie über die Kapazität verfügen, 100 000 12--Zoll-Wafer pro Monat zu produzieren. TSMC schätzt, dass der Bau der Anlage 20 Milliarden US-Dollar kosten wird. Die japanische Regierung wird das Projekt mit Subventionen in Milliardenhöhe unterstützen.

Man geht davon aus, dass TSMC seine Produktionsaktivitäten in Japan in Zukunft weiter ausbauen wird. Anfang des Jahres berichtete CNBC, dass das Unternehmen die Möglichkeit erwägt, in Japan eine Fabrik für fortschrittliche Chipverpackungen zu bauen. Advanced Chip Packaging ist eine Technologie, die mehrere Siliziumwafer zu einem einzigen Prozessor verbinden kann.

TSMC kann die Anlage zur Herstellung von CoWoS-Hardware nutzen. Hierbei handelt es sich um eine Kapselungstechnologie, die in Produkten wie den Rechenzentrumsgrafikkarten von Nvidia Corp. verwendet wird. Seit 2021 baut TSMC in Japan ein Forschungs- und Entwicklungszentrum für fortschrittliche Verpackungen auf.

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Nach Jahren der Planung, des Baus, der geopolitischen Auseinandersetzungen und arbeitsrechtlichen Herausforderungen wird die weltweit größte Halbleitergießerei, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), im Jahr 2025 offiziell mit der Massenproduktion in ihrer modernen Chipfertigungsanlage in Phoenix beginnen fortschrittliche Chipfertigung in den USA und ein Test, ob der CHIPS and Science Act von 2022 dazu beitragen wird, die Lieferkette der Halbleiterindustrie für die USA und ihre Verbündeten zu stabilisieren.

Ende Oktober 2024 gab das Unternehmen bekannt, dass das Werk in Arizona 4 % mehr produzieren werde als sein Werk in Taiwan, ein erster Hinweis auf die Effizienz des Werks. Die aktuelle Fabrik ist in der Lage, auf dem 4-nm-Knoten zu laufen, einem Prozess, der zum Bau der fortschrittlichsten GPUs von Nvidia verwendet wird. Die zweite Anlage, die 2028 in Betrieb gehen soll, soll 2- oder 3-nm-Knotenprozesse anbieten. Sowohl die 4-nm-Chips als auch die fortschrittlicheren 3-nm-Chips werden 2022 in den anderen Fabriken von TSMC mit der Massenproduktion beginnen, während der 2-nm-Knoten in diesem Jahr mit der Massenproduktion in Taiwan beginnen wird. Zukünftig plant das Unternehmen außerdem die Eröffnung eines dritten Werks in den USA, das fortschrittlichere Technologie nutzen wird.

Der Chiphersteller erhält nun 6,6 Milliarden US-Dollar aus dem Chips and Information Processing Standards Act, um seine erste Fabrik in Arizona zu bauen. Aber staatliche Förderung ist nicht der einzige Grund, warum die Halbleiterfertigung wieder in den USA stattfindet. TSMC produziert 90 % der weltweit fortschrittlichsten Chips, und amerikanische Unternehmen wie Apple, Nvidia, Google, Amazon und Qualcomm verlassen sich auf sie. Der Chipmangel während des wirtschaftlichen Schocks in den frühen Tagen der Pandemie hat die Kunden von TSMC und internationale politische Entscheidungsträger verunsichert.

TSMC hat seine Absicht angekündigt, im Jahr 2020 in Arizona zu investieren. Dan Hutcheson, Halbleiteranalyst bei TechInsights, sagte: „Der CHIPS Act hat diesen Plan nicht Wirklichkeit werden lassen – die Unternehmen haben sich im Wesentlichen von selbst bewegt. Er sagte, große Kunden wie Apple.“ haben TSMC aufgefordert, anderswo Fabriken zu bauen, um das Risiko zu minimieren.

Neben diesem Werk hat das Unternehmen zwei weitere Werke in den USA in der Pipeline. Die Fabriken werden fortschrittliche Chips produzieren, die für künstliche Intelligenz und Verteidigungssysteme von entscheidender Bedeutung sind.

Im April dieses Jahres gab TSMC eine Pressemitteilung heraus, in der es hieß, dass die Fertigstellung der ersten Wafer-Fabrik des Unternehmens und der Bau der zweiten Wafer-Fabrik seiner Tochtergesellschaft in Arizona weiter voranschreiten und die Fertigstellung der dritten Fabrik den Gesamtinvestitionsaufwand von erhöhen wird Das TSMC-Werk in Phoenix, Arizona, belief sich auf mehr als 65 Milliarden US-Dollar und ist damit die größte ausländische Direktinvestition in der Geschichte Arizonas und die größte ausländische Direktinvestition in Greenfield-Projekte in der Geschichte der USA.

Nach dem Plan von TSMC soll die erste Fabrik in Arizona im ersten Halbjahr 2025 mit der Produktion mit 4-nm-Technologie beginnen. Die zweite Fabrik wird über die weltweit fortschrittlichste 2-nm-Prozesstechnologie verfügen und zusätzlich zu den bereits angekündigten Nanoblatttransistoren der nächsten Generation umfassen 3-nm-Technologie, mit Produktionsbeginn im Jahr 2028. Die dritte Fabrik wird Chips mit 2-nm- oder fortschrittlicheren Verfahren produzieren, wobei die Produktion Ende 2020 beginnen wird. Wie bei Alle drei Fabriken sind alle hochmodernen Fabriken von TSMC und verfügen über etwa doppelt so viel Reinraumfläche wie Industriestandard-Logikfabriken.

Es wird erwartet, dass die drei Fabriken etwa 6 000 direkte, hochbezahlte High-Tech-Arbeitsplätze schaffen, eine Belegschaft schaffen, die zur Unterstützung eines lebendigen und wettbewerbsfähigen globalen Halbleiter-Ökosystems beitragen wird, und führenden US-Unternehmen den Zugang zu im Inland hergestellten Halbleitern ermöglichen. modernste Halbleiterprodukte sowie erstklassige Halbleitergießereien. Laut einer Analyse des Greater Phoenix Economic Council werden die erhöhten Investitionen in die drei Fabriken insgesamt mehr als 20 000 einzigartige Arbeitsplätze im Baugewerbe sowie Zehntausende indirekte Arbeitsplätze bei Zulieferern und Verbrauchern schaffen.

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TSMC liegt in Taiwan nicht weit dahinter

Während die Fabriken in den USA und Japan große Fortschritte machen, liegt TSMC in seinem Geburtsort Taiwan, China, nicht weit zurück. Zuvor wurde berichtet, dass TSMC kürzlich eine Ausbeute von 60 % in der 2-nm-Testproduktion erreicht hat und plant, im Jahr 2025 mit der vollständigen Massenproduktion zu beginnen.

TSMC wird mit der Produktion von 20 nm in Fab 2 im Baoshan-Gebiet des taiwanesischen Wissenschaftsparks Hsinchu beginnen und plant, ab 2026 in seiner neuen Anlage im Taichung Central Science Park schrittweise mit der Massenproduktion zu beginnen.

Relevante Informationen zeigen, dass TSMC (TSMC) den Bau von drei Waferfabriken in Kaohsiung geplant hat, von denen P1 und P2 2-nm-Prozesschips produzieren werden, und dass das Werk P3 mit der Bauplanung, der Lizenzbeantragung und dem Bau vor Ort begonnen hat und dies voraussichtlich auch sein wird wird im Jahr 2026 abgeschlossen und beantragt und wird 2-nm-Chips oder fortschrittlichere Prozesschips produzieren.

TSMC hat sichergestellt, dass Apple Kunde des 2-nm-Prozesses ist. Apple plant, den 2-nm-Prozess auf APs (Anwendungsprozessoren) anzuwenden, die auf dem iPhone 17 installiert werden sollen. Apple hat zuvor A15-APs mit dem 3-nm-Prozess von TSMC in der 2023 erschienenen iPhone 17 Pro-Serie installiert.

Der stellvertretende Generaldirektor von TSMC, Zhuang Zishou, nahm an einer öffentlichen Sitzung zur Umweltverträglichkeitserklärung des Expansionsplans teil und sagte, dass die fünf Fabriken in Kaohsiung schätzungsweise 8.{1}} Mitarbeiter beschäftigen. TSMC wies darauf hin, dass das Werk in Kaohsiung im Zeitplan liege und mit den staatlichen Verfahren kooperiere. Gemäß dem Inhalt des TSMC-Erweiterungsplans wird erwartet, dass die Fabriken P4 und P5 im Jahr 2025 mit der Bauplanung, der Beantragung der Lizenz und dem Bau vor Ort beginnen und den Bau abschließen und die Nutzungslizenz im Jahr 2027 beantragen.

Da TSMC von der Nachfrage nach Hochleistungsrechnen und künstlicher Intelligenz profitiert, ist die Kapazität für die erweiterte CoWoS-Verpackung von TSMC knapp, da Kollegen ihre fortschrittlichen Produktionsanlagen erweitern. Dies hat den Giganten auch dazu veranlasst, sein Layout in diesem Bereich zu vergrößern.

Es wird davon ausgegangen, dass TSMC derzeit über fünf fortschrittliche Verpackungs- und Testanlagen in Taiwan verfügt: Hsinchu, Tainan, Taoyuan Longtan, Taichung und Miaoli Zhunan. Die Advanced Packaging and Testing Fab 5 (AP5) in Zhongke wird voraussichtlich im ersten Halbjahr 2025 CoWoS in Massenproduktion produzieren; Die Advanced Packaging and Testing Fab 6 (AP6) in Zhunan, Miaoli, integriert SoIC, InFO, CoWoS und erweiterte Tests, um eine Vielzahl von Produktionskapazitäten für die fortschrittliche Verpackungs- und Siliziumstapeltechnologie von TSMC 3D Fabric zu planen.

Der Bau der Advanced Packaging and Testing Factory 7 (AP7) von TSMC in Chiayi begann im Mai dieses Jahres, und die Branche geht davon aus, dass SoICs und CoWoS im Jahr 2026 in Massenproduktion hergestellt werden können. TSMC gab im August dieses Jahres außerdem 17,14 Milliarden Yuan aus, um Nanke von Innolux zu kaufen Anlage.

Aufgrund der sukzessiven Auslieferung der Chips der B-Serie von Nvidia sind neben fortschrittlichen Prozessen auch die Produktionskapazitäten für fortschrittliche Verpackungen knapp, und derzeit stecken Microsoft, Amazon, Oracle, Meta, Google und andere große Kunden von Nvidia GB200 im Voraus fest; Die CoWoS-Advanced-Packaging-Kapazität von TSMC wird im Jahr 2025 verdoppelt, und das Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage wird voraussichtlich von 2025 auf 2026 sinken.

Schreiben Sie am ENDE

Zu einer Zeit, in der andere Orte aggressiv Waferfabriken vorantreiben, gab TSMC Anfang August außerdem bekannt, dass mit dem Bau seiner ersten Fabrik in Europa begonnen wurde. Es wird davon ausgegangen, dass die Produktionsanlage in Dresden, Deutschland, 11 Milliarden US-Dollar gekostet hat. TSMC hält 70 Prozent der Anteile an dem Joint Venture mit dem Namen European Semiconductor Manufacturing Corp., wobei der deutsche Automobil-Chiphersteller Infineon Technologies, die niederländische NXP Semiconductors und der Automobilzulieferer Bosch jeweils 10 Prozent besitzen. Den Daten zufolge soll die Fabrik Ende 2027 betriebsbereit sein und nach Fertigstellung 40.000 Wafer produzieren. Die Anlage wird nicht zur Herstellung der fortschrittlichsten Chips des Unternehmens genutzt, sondern wird sich stattdessen auf die 28-nm-, 22-nm- und 16/12-m-Knoten konzentrieren.

Gleichzeitig erhöht TSMC auch die Investitionen in Technologie.

Im Hinblick auf die Siliziumphotonik beispielsweise hat TSMC laut taiwanesischen Medien kürzlich die Integration von Co-Packaged Optics (CPO) und Halbleiter-Advanced-Packaging-Technologie abgeschlossen und wird voraussichtlich ab Anfang nächsten Jahres schrittweise Muster versenden, sodass die 1,6 Die optische T-Übertragungsgeneration wird in der zweiten Jahreshälfte 2025 auf den Markt kommen und auch von dieser Welle an Geschäftsmöglichkeiten profitieren. Die Branche schätzt, dass Broadcom und Nvidia voraussichtlich die ersten TSMC-Kunden werden und TSMC dabei helfen werden, CPO-Bestellungen zu ergattern.

In der Branche wird berichtet, dass der Micro-Ring Optical Conditioner (MRM), die von TSMC und Broadcom gemeinsam entwickelte und kooperierte Schlüssel-CPO-Technologie, im 3-Nayou-Prozess erfolgreich versuchsweise hergestellt wurde, was bedeutet, dass der nachfolgende CPO erfolgreich sein wird die Möglichkeit zur Integration mit KI-Rechenchips wie High-Speed-Computing (HPC) oder ASIC, sodass das Rechensignal vollständig auf ein schnelleres optisches Übertragungssignal umgestellt werden kann.

Durch die Förderung dieses umfassenden Layouts hat TSMC erfreuliche Leistungen erbracht. Dadurch wird auch die Verfolgung von Samsung, Intel und Rapidus noch machtloser. Und wenn TSMC überall floriert, wie wird sich die Chip-Lieferkette in Zukunft entwickeln? Wir wissen es noch nicht!