TSMC, c'est fait ?

Si l'on remonte en 2019 il y a cinq ans, comme aujourd'hui, TSMC est toujours la première fonderie de plaquettes au monde. Selon TSMC dans le rapport financier de cette année-là, la part de marché de TSMC dans l'ensemble du domaine de la fonderie de semi-conducteurs était de 52 %. À cette époque, le processus de fabrication avancé de cette fonderie de plaquettes taïwanaise n’était limité qu’à l’île de Taiwan, en Chine.

En 2020, sous la double influence de la nouvelle épidémie de couronne et de la géopolitique, TSMC a annoncé la construction d'une usine aux États-Unis, puis le Japon et l'Allemagne ont également rejoint le camp des concurrents de TSMC. Pendant un temps, TSMC a fleuri partout. Mais alors que nous sommes sur le point d'entrer en 2025, ce que les pays veulent que TSMC fasse semble avoir été fait grâce aux efforts et à la coopération de TSMC. Le Japon et les États-Unis ont annoncé le début de la production de masse de puces.

Au troisième trimestre, la part de marché de TSMC a augmenté pour atteindre 64,9 %.

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Selon l'agence de presse japonaise Kyodo, les entreprises taïwanaises de fabrication de semi-conducteurs ont commencé la production de masse de puces dans leur nouvelle usine de la préfecture de Kumamoto, au Japon. TSMC, la plus grande fonderie de puces au monde, a créé il y a trois ans une entreprise de fabrication de semi-conducteurs appelée JASM Inc. au Japon. La société est une coentreprise entre TSMC, Sony Group et Denso, un important fournisseur de pièces automobiles. TSMC a commencé la construction de l'usine de Kumamoto en avril 2022 et l'a achevée plus tôt cette année.

L'installation dispose de plus de 480 000 pieds carrés d'espace propre ou d'espace adapté à l'équipement de fabrication de puces. Elle fabrique des puces logiques basées sur un processus de fabrication allant de 28 nm à 12 nm. Ces technologies sont derrière plusieurs générations du dernier nœud de trois nanomètres de TSMC, mais elles sont encore largement utilisées pour créer des circuits qui privilégient la rentabilité plutôt que les performances maximales.

Les premiers clients de la nouvelle installation incluent Sony et Denso, avec lesquels TSMC a formé une coentreprise JASM. L'usine produira des puces d'appareil photo pour Sony, ainsi que des processeurs optimisés pour les sous-systèmes automobiles.

Les puces automobiles, en particulier celles qui prennent en charge des composants sensibles tels que les freins, doivent respecter des normes de fiabilité plus strictes que les autres circuits. De nombreuses puces utilisent une technique appelée traitement lockstep pour réduire le risque d'erreurs. En mode lockstep, chaque calcul est effectué par au moins deux cœurs différents, et les résultats sont ensuite comparés pour identifier les incohérences.

De nombreux processeurs automobiles utilisent une conception de système sur puce qui combine le processeur avec d'autres composants. Dans certains cas, l'un de ces composants est un accélérateur de réseau optimisé pour coordonner le flux de données entre les sous-systèmes du véhicule. Certains processeurs automobiles incluent également des modules de cybersécurité et d’intelligence artificielle.

En mars de cette année, TSMC prévoit de commencer la construction d'une deuxième usine à côté de sa nouvelle usine de Kumamoto. La prochaine usine devrait être opérationnelle d’ici la fin de 2027. Elle sera capable de fabriquer des puces en utilisant des processus 6 nm et 7 nm qui ne sont pas pris en charge par les usines existantes.

Une fois pleinement opérationnelles, les deux usines auront la capacité de produire des plaquettes de 100 000 12- pouces par mois. TSMC estime que la construction de l’usine coûtera 20 milliards de dollars. Le gouvernement japonais fournira des milliards de dollars de subventions pour soutenir le projet.

On pense que TSMC pourrait à l’avenir étendre davantage ses opérations de fabrication au Japon. Plus tôt cette année, CNBC a annoncé que la société envisageait la possibilité de construire une usine avancée de conditionnement de puces au Japon. Le packaging avancé des puces est une technologie qui permet de connecter plusieurs tranches de silicium ensemble pour former un seul processeur.

TSMC peut utiliser l'installation pour fabriquer du matériel CoWoS. Il s'agit d'une technologie d'encapsulation utilisée dans des produits tels que les cartes graphiques des centres de données de Nvidia Corp. Depuis 2021, TSMC a créé un centre de R&D sur les emballages avancés au Japon.

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Après des années de planification, de construction, de querelles géopolitiques et de problèmes de main-d'œuvre, la plus grande fonderie de semi-conducteurs au monde, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), commencera officiellement la production de masse dans son usine de fabrication de puces avancées de Phoenix en 2025. L'usine représente l'arrivée de fabrication avancée de puces aux États-Unis et test pour déterminer si la loi CHIPS and Science Act de 2022 contribuera à stabiliser la chaîne d’approvisionnement de l’industrie des semi-conducteurs pour les États-Unis et leurs alliés.

Fin octobre 2024, l'entreprise a annoncé que l'usine d'Arizona produirait 4 % de plus que son usine de Taïwan, une première indication de l'efficacité de l'usine. L'usine actuelle est capable de fonctionner sur le nœud 4 nm, un processus utilisé pour construire les GPU les plus avancés de Nvidia. La deuxième usine, qui devrait être opérationnelle en 2028, devrait proposer des processus de nœuds de 2 ou 3 nm. Les puces 4 nm et les puces 3 nm plus avancées commenceront leur production en série dans les autres usines de TSMC en 2022, tandis que le nœud 2 nm commencera sa production en série à Taiwan cette année. À l’avenir, l’entreprise prévoit également d’ouvrir une troisième usine aux États-Unis, qui utilisera une technologie plus avancée.

Le géant de la fabrication de puces recevra désormais 6,6 milliards de dollars au titre de la Chips and Information Processing Standards Act pour construire sa première usine en Arizona. Mais le financement gouvernemental n'est pas la seule raison pour laquelle la fabrication de semi-conducteurs est de retour aux États-Unis. TSMC produit 90 % des puces avancées dans le monde, et des entreprises américaines comme Apple, Nvidia, Google, Amazon et Qualcomm en dépendent. La pénurie de puces lors du choc économique des premiers jours de la pandémie a perturbé les clients de TSMC et les décideurs politiques internationaux.

TSMC a annoncé son intention d'investir en Arizona en 2020. Dan Hutcheson, analyste des semi-conducteurs chez TechInsights, a déclaré : « La loi CHIPS n'a pas fait de ce plan une réalité – les entreprises avançaient essentiellement par elles-mêmes. Il a déclaré que de gros clients comme Apple ont exhorté TSMC à construire des usines ailleurs pour minimiser les risques.

En plus de cette usine, la société a deux autres usines en préparation aux États-Unis. Les usines produiront des puces avancées essentielles à l’intelligence artificielle et aux systèmes de défense.

En avril de cette année, TSMC a publié un communiqué de presse indiquant qu'à mesure que l'achèvement de la première usine de fabrication de plaquettes de la société et la construction de la deuxième usine de fabrication de plaquettes de sa filiale en Arizona continuent d'avancer, l'achèvement de la troisième usine de fabrication portera les dépenses d'investissement totales de L'usine TSMC de Phoenix, en Arizona, a rapporté plus de 65 milliards de dollars, ce qui en fait le plus grand investissement direct étranger de l'histoire de l'Arizona et le plus grand investissement direct étranger dans des projets entièrement nouveaux de l'histoire des États-Unis.

Selon le plan de TSMC, la première usine de fabrication en Arizona devrait démarrer la production en utilisant la technologie 4 nm au premier semestre 2025. La deuxième usine comportera la technologie de processus 2 nm la plus avancée au monde, avec des transistors à nanofeuilles de nouvelle génération en plus de ceux annoncés précédemment. Technologie 3 nm, dont la production débutera en 2028. La troisième usine produira des puces en utilisant des processus de 2 nm ou plus, dont la production débutera fin 2020. Comme pour l'ensemble de Les trois usines de fabrication de pointe de TSMC disposeront d'environ deux fois la surface de salle blanche des usines logiques standard de l'industrie.

Les trois usines devraient créer environ 6 000 emplois directs de haute technologie et bien rémunérés, créer une main-d'œuvre qui contribuera à soutenir un écosystème mondial de semi-conducteurs dynamique et compétitif et permettre aux principales entreprises américaines d'accéder à des produits fabriqués dans le pays, produits semi-conducteurs de pointe ainsi que des fonderies de semi-conducteurs de classe mondiale. Selon une analyse du Greater Phoenix Economic Council, l'augmentation des investissements dans les trois usines créera plus de 20 000 emplois uniques cumulés dans la construction, ainsi que des dizaines de milliers d'emplois indirects pour les fournisseurs et les consommateurs.

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TSMC n'est pas en reste à Taiwan

Alors que les usines américaines et japonaises font de grands progrès, TSMC n'est pas en reste dans son berceau, Taiwan, en Chine. Plus tôt, il a été rapporté que TSMC avait récemment atteint un rendement de 60 % dans la production d'essai de 2 nm et prévoyait de démarrer une production de masse en 2025.

TSMC commencera la production de 20 nm sur Fab 2 dans la région de Baoshan du parc scientifique de Hsinchu à Taiwan et prévoit de démarrer une production de masse progressive dans sa nouvelle installation du parc scientifique central de Taichung à partir de 2026.

Les informations pertinentes montrent que TSMC (TSMC) a prévu de construire 3 usines de plaquettes à Kaohsiung, dont P1 et P2 produiront des puces de traitement de 2 nm, et que l'usine P3 a commencé la planification de la construction, la demande de licence et la construction sur site, et devrait être achevé et demandé en 2026, et produira des puces de processus de 2 nm ou plus avancées.

TSMC a obtenu qu'Apple soit client du processus 2 nm. Apple prévoit d'appliquer le processus 2 nm aux AP (processeurs d'application) qui doivent être installés sur l'iPhone 17. Apple a précédemment installé des AP A15 avec le processus 3 nm de TSMC dans la série iPhone 17 Pro sortie en 2023.

Le directeur général adjoint de TSMC, Zhuang Zishou, a assisté à une réunion publique sur la déclaration d'impact environnemental du plan d'expansion et a déclaré que les cinq usines de Kaohsiung auraient 8 000 employés. TSMC a souligné que l'usine de Kaohsiung respecte le calendrier et coopère avec les procédures gouvernementales. Selon le contenu du plan d'expansion de TSMC, les usines P4 et P5 devraient commencer la planification de la construction, la demande de licence et la construction sur site en 2025, et terminer la construction et demander la licence d'utilisation en 2027.

Bénéficiant de la demande en calcul haute performance et en intelligence artificielle, la capacité de conditionnement avancée CoWoS de TSMC est rare alors que ses collègues agrandissent leurs usines de fabrication de pointe. Cela a également incité le géant à accroître son implantation dans ce domaine.

Il est entendu que TSMC possède actuellement 5 usines avancées d'emballage et de test à Taiwan : Hsinchu, Tainan, Taoyuan Longtan, Taichung et Miaoli Zhunan. L’Advanced Packaging and Testing Fab 5 (AP5) de Zhongke devrait produire en masse du CoWoS au premier semestre 2025 ; L'Advanced Packaging and Testing Fab 6 (AP6) de Zhunan, Miaoli intègre SoIC, InFO, CoWoS et des tests avancés pour planifier une variété de capacités de production avancées de technologies d'emballage et d'empilage de silicium TSMC 3D Fabric.

Quant à l'Advanced Packaging and Testing Factory 7 (AP7) de TSMC à Chiayi, la construction a commencé en mai de cette année et l'industrie prévoit de produire en masse des SoIC et des CoWoS en 2026. TSMC a également dépensé 17,14 milliards de yuans en août de cette année pour acheter Nanke d'Innolux. usine.

En raison des expéditions successives de puces de la série B de Nvidia, en plus des processus avancés, la capacité de production d'emballages avancés est également limitée, et à l'heure actuelle, Microsoft, Amazon, Oracle, Meta, Google et d'autres clients majeurs de Nvidia GB200 sont bloqués à l'avance ; La capacité d'emballage avancé CoWoS de TSMC sera doublée en 2025, et l'équilibre entre l'offre et la demande devrait diminuer de 2025 à 2026.

Écrivez à la FIN

À l’heure où d’autres pays poussent de manière agressive la fabrication de plaquettes, TSMC a également annoncé début août avoir commencé la construction de sa première usine en Europe. Il semblerait que l'usine de fabrication de Dresde, en Allemagne, ait coûté 11 milliards de dollars. TSMC détient une participation de 70 % dans la coentreprise, appelée European Semiconductor Manufacturing Corp., avec le fabricant allemand de puces automobiles Infineon Technologies, le néerlandais NXP Semiconductors et le fournisseur de pièces automobiles Bosch détenant chacun 10 %. Selon les données, l'usine devrait être opérationnelle d'ici la fin de 2027 et produira 40 000 wafers une fois terminée. L'usine ne sera pas utilisée pour produire les puces les plus avancées de l'entreprise, mais se concentrera plutôt sur les nœuds 28 nm, 22 nm et 16/12 m.

Dans le même temps, TSMC augmente également ses investissements dans la technologie.

Par exemple, en termes de photonique sur silicium, selon les médias taïwanais, TSMC a récemment achevé l'intégration de la technologie avancée d'emballage d'optiques co-packagées (CPO) et de semi-conducteurs, et devrait envoyer progressivement des échantillons à partir du début de l'année prochaine, de sorte que le 1,6 La génération de transmission optique T commencera à entrer dans la seconde moitié de 2025 et profitera également de cette vague d'opportunités commerciales. L'industrie estime que Broadcom et Nvidia devraient devenir le premier groupe de clients TSMC, aidant ainsi TSMC à maîtriser les commandes de CPO.

Il est rapporté dans l'industrie que le conditionneur optique à micro-anneaux (MRM), la technologie clé CPO développée et coopérée conjointement par TSMC et Broadcom, a été produit avec succès dans le cadre du processus 3 Nayou, ce qui signifie que le CPO suivant aura la possibilité de s'intégrer à des puces informatiques IA telles que le calcul à grande vitesse (HPC) ou ASIC, afin que le signal informatique puisse être pleinement avancé vers un signal de transmission optique plus rapide.

C'est sous la promotion de cette configuration complète que TSMC a réalisé des performances gratifiantes. Cela rend également la poursuite de Samsung, Intel et Rapidus encore plus impuissante. De plus, alors que TSMC fleurit partout, comment la chaîne d'approvisionnement en puces évoluera-t-elle à l'avenir ? Nous ne le savons pas encore !