В понедельник компания TSMC объявила о планах инвестировать 100 миллиардов долларов в расширение производственных мощностей в США. Средства пойдут на строительство трех дополнительных фабрик, двух заводов по производству современной упаковки и крупного научно-исследовательского центра. Мы поговорили с представителями компании, чтобы узнать о ее планах и некоторые дополнительные подробности.
Дополнительные инвестиции в размере 100 миллиардов долларов — это дополнение к обязательствам TSMC в размере 65 миллиардов долларов по строительству завода Fab 21 вблизи Финикса, штат Аризона. Таким образом, TSMC, крупнейший в мире контрактный производитель микросхем, становится одним из крупнейших иностранных инвесторов в США на сегодняшний день.
Учитывая титанические масштабы инвестиций TSMC в размере 165 миллиардов долларов, вполне оправданно увидеть и понять, где и как эти средства используются в различных американских инициативах TSMC. Давайте посмотрим, как все это вписывается в общую стратегию TSMC.
Новые фабрики, упаковочные мощности и центр исследований и разработок.
Хотя TSMC заявила, что вложит в свои американские предприятия еще 100 миллиардов долларов, она не раскрыла конкретных деталей о сроках, местоположении и технологиях своих расширенных инвестиций в США. Однако, судя по всему, у компании достаточно места для строительства новых объектов на площадке Fab 21.
Нина Као, руководитель отдела по связям с общественностью TSMC, заявила: «Мы пока не раскрываем подробностей о конкретных сроках, местах и технологиях планируемых новых инвестиций. Tom’s Hardware. «Мы стремимся как можно быстрее удовлетворить потребности наших клиентов и с нетерпением ждем дополнительной информации по мере завершения наших планов».
Кампус Fab 21 компании TSMC, расположенный недалеко от Феникса, штат Аризона, занимает площадь около 4,5 км², что более чем в два раза превышает площадь Монако и примерно эквивалентно 630 футбольным полям, расположенным рядом друг с другом. Изначально компания планировала построить здесь шесть производственных модулей (или этапов), что сделало бы этот объект одной из крупнейших площадок по производству полупроводников в мире.
Однако в прошлом году, когда TSMC заключила сделку с правительством США по производству CHIPS, она заявила о планах построить три очереди Fab 21 к 2030 году. Первая очередь включает в себя оборудование для производства технологических узлов N5 и N4, которые уже находятся в массовом производстве. Вторая очередь будет введена в эксплуатацию в 2028 году с возможностями N3. На третьем этапе в 2030 году появятся технологические узлы N2 и A16.
Новое объявление добавляет к Fab 21 еще три очереди, два передовых упаковочных комплекса и центр исследований и разработок. TSMC рассчитывает строить все на Fab 21, превратив ее в один из своих главных производственных центров.
«Изначально мы выбрали Финикс, штат Аризона, и приобрели участок площадью более 1100 акров, поскольку хотели бы разместить на нем несколько действующих фабрик и обеспечить возможность будущего расширения в экономическом масштабе», — сказал нам Као. Мы будем тесно сотрудничать с правительством города, штата, федеральным правительством и нашими местными партнерами по инфраструктуре и образованию, чтобы обеспечить поддержку наших планов расширения».
Хотя компания TSMC официально не объявила о сроках строительства новых объектов, ее последняя оценка 40 000 рабочих мест в течение четырех лет предполагает значительное увеличение по сравнению с предыдущим прогнозом в 20 000 уникальных рабочих мест к концу десятилетия.
TSMC указывает, что некоторые проекты, вероятно, будут разрабатываться параллельно, что приведет к увеличению спроса на рабочую силу, но не уточняет, означает ли это удвоение производственных мощностей по технологии N3 и/или N2/A16 в США.
«Хотя мы еще не объявили подробности о сроках, мы можем ожидать, что некоторые из этих проектов будут развиваться параллельно, что приведет к увеличению спроса на рабочую силу», — говорит Као.
Као говорит, что компания не изменила свой первоначальный график для этапов Fab 21, но параллельное строительство фабрик может повлиять на график. Например, если TSMC получит от ASML, Applied Materials, KLA и Lam Research достаточно инструментов для оснащения фабрик N3 (3-нм класс) и N2/A16 (2-нм класс, 1,6-нм класс) раньше срока и наймет (или переведет из Тайваня) достаточно квалифицированных специалистов для их установки, это может ускорить завершение второй и/или третьей фазы Fab 21.
Масштабные инвестиции
Учитывая гигантские инвестиции, а также прогноз по удвоению числа работников на заводе Fab 21 в течение следующих четырех лет, можно с уверенностью сказать, что TSMC увеличивает число сотрудников в аризонском кампусе. Однако увеличение объемов строительства вряд ли означает удвоение инвестиций с 65 до 130 миллиардов долларов в течение следующих четырех лет.
Это связано с тем, что компания, возможно, захочет расширить свои другие усилия по всему миру, а именно на Тайване, в Японии и Германии. Ожидается, что к 2025 году TSMC потратит от 38 до 42 миллиардов долларов, и хотя она значительно увеличит свои инвестиции в США, пока неясно, будет ли компания выделять больше средств на Fab 21 в Аризоне, чем на свои глобальные предприятия в Германии, Японии и Тайване вместе взятые.
В настоящее время TSMC строит завод в Германии (в рамках партнерства ESMC с Bosch, Infineon и NXP) и собирается начать строительство второго завода в Японии (в рамках сотрудничества JASM с Sony и Toyota).
Что касается тайваньских предприятий компании, то в ближайшие месяцы TSMC готовится запустить 20-ю фабрику с поддержкой N2. Это предприятие расположено рядом с центром R1, в котором разрабатывались узлы N2 и их преемники, недалеко от Баошаня в округе Синьчу.
Вторая фабрика TSMC с поддержкой N2 расположена в научном парке Гаосюн, входящем в состав научного парка Южного Тайваня, недалеко от Гаосюна. Ожидается, что производство на этом предприятии начнется примерно в 2026 году. TSMC также строит два передовых упаковочных предприятия на Тайване. Кроме того, ходят слухи, что TSMC планирует построить фабрику 25, способную работать по нормам 1 нм — для узлов, выходящих за пределы N2/A16, — в научном парке Южного Тайваня недалеко от Тайнаня.
Передовые технологии TSMC в США?
Строительство гигафабрики в США, а также двух передовых упаковочных предприятий поблизости, несомненно, повлияет на то, где TSMC будет производить свои чипы для американских компаний, а именно Apple, AMD, Broadcom, Nvidia и Qualcomm. Однако вопрос заключается в том, будет ли TSMC производить чипы по своим новейшим технологиям в США или нет.
В начале этого года правительство Тайваня изменило правила экспорта, и теперь TSMC может экспортировать свои передовые производственные узлы на зарубежные предприятия. Формально это открывает для TSMC возможность экспортировать свои самые передовые технологические процессы в США и, возможно, в Японию.
Однако, поскольку TSMC развивает свои производственные технологии на Тайване, оптимально проводить наращивание производительности (модернизацию) и производство на Тайване, где находятся разработчики этих производственных процессов. Обратите внимание, что инженеры продолжают дорабатывать производственные узлы и снижать плотность дефектов в течение кварталов после начала массового производства.
В прошлом году TSMC рассмотрела свою программу Global GigaFab, которая позволяет компании быстро перемещать технологический процесс с одной фабрики на другую, сохраняя при этом непрерывное совершенствование процесса (CPI), достигнутое для увеличения выхода продукции, а также статистический контроль процесса (SPC) для снижения вариаций выхода. Таким образом, компания, похоже, может корректировать свои узлы на Тайване и одновременно добиваться тех же результатов в США. Однако это не означает, что TSMC может перенести новый узел на новую фабрику в одночасье.
Миграция процессов подразумевает перенос компоновки, конфигурации и сырья фабрики. Новая фабрика должна иметь (или установить) оборудование, отвечающее тем же спецификациям (т. е. правильно настроенное), что и исходные инструменты. Кроме того, новая фабрика должна использовать то же сырье, что и первоначальная. Даже небольшие различия в методах осаждения, профилях травления или равномерности температуры могут потребовать переквалификации нескольких этапов, что сделает достижения оригинального завода устаревшими и потребует еще одного длительного процесса повышения производительности.
В целом перенос совершенно нового технологического процесса с одного завода на другой может занять от 12 до 18 месяцев при условии, что они имеют одинаковую конфигурацию. Благодаря программе Global GigaFab компания TSMC, вероятно, сможет сократить это время на несколько кварталов. Хорошая новость заключается в том, что после того, как фабрика настроена на набор технологических процессов (например, N5, который включает N5P, N4, N4P и N4X), производство чипов на других узлах на основе того же PDK становится относительно простым.
Хотя задержка в несколько месяцев означает, что Apple продолжит производить свои процессоры для iPhone на Тайване, следующие процессоры на базе того же PDK, предназначенные для более дорогих устройств, могут производиться в США. В отличие от них, AMD и Nvidia используют проверенные технологии производства, поэтому значительная часть их продукции может производиться в США во второй половине этого десятилетия.
Следует отметить, что TSMC исторически разрабатывала свои новые технологические процессы на Тайване, поскольку именно там расположены ее научно-исследовательские центры. Но теперь, когда TSMC добавляет новый центр исследований и разработок к своему заводу на Тайване, компания начинает разрабатывать новые технологические процессы на Тайване. Но теперь, когда TSMC открывает центр исследований и разработок в США, она может использовать его для разработки определенных производственных узлов в США, ускорить их в Аризоне и производить их в Аризоне.
За производство в США приходится платить высокую цену
Но за это производство придется заплатить. По неофициальным данным, цена на чипы, произведенные в США по технологическим узлам N4 и N5 компании TSMC, может быть на 20-30% выше, чем на их тайваньские аналоги. В то же время более зрелые техпроцессы, производимые на заводе в Кумамото (Япония), такие как N28/N22 и N16/N12, как ожидается, будут стоить на 10-15 % дороже аналогичных чипов, произведенных на Тайване.
Эта 30-процентная премия выше, чем возможные 25-процентные тарифы, которые администрация Трампа грозилась ввести на чипы тайваньского производства. Конечно, ситуация была бы иной, если бы тарифы были выше. Однако введение 50-процентного налога на импорт чипов тайваньского производства и удорожание этой продукции на 50 % для американских покупателей маловероятно.
Однако 20-30-процентная надбавка на чипы тайваньского производства означает, что не все американские компании будут заинтересованы в производстве чипов на Fab 21, если в этом нет крайней необходимости, хотя компания заявила, что ее производственные мощности в США исчерпаны до 2027 года. Во время недавнего объявления об инвестициях компания также поблагодарила Apple, Nvidia, AMD, Broadcom и Qualcomm за поддержку своих новых американских операций, подразумевая, что все эти компании являются клиентами фабрики в Аризоне (конкретные места производства клиентов являются тщательно охраняемым секретом, который TSMC не раскрывает напрямую).
Однако, учитывая премию, у TSMC меньше стимулов переносить старые производственные технологии на свои предприятия в США. Пока неясно, как Apple, AMD, Broadcom, Nvidia и Qualcomm будут конкурировать с соперниками, которые не будут пользоваться услугами TSMC в США. Однако вполне вероятно, что у руководителей этих компаний есть идеи о том, как справиться с этими дополнительными расходами. Также возможно, что администрация Трампа еще больше смягчит некоторые из существующих норм, которые приводят к росту затрат.
Анализ
Компания TSMC увеличивает свои инвестиции в производство в США еще на 100 млрд долларов, доведя их до 165 млрд долларов. Это расширение включает в себя три новых завода, два передовых упаковочных комплекса и центр исследований и разработок, главным образом на заводе Factory 21 в Финиксе, штат Аризона.
Однако, несмотря на то, что Тайвань теперь разрешает экспорт передовых узлов, предпочтение, отдаваемое TSMC разработке новых технологий в стране, означает, что американские фабрики могут столкнуться с задержкой в несколько месяцев при внедрении новейших технологических узлов, пока в США не будут созданы необходимые возможности. Возможно, именно это и послужило причиной создания нового научно-исследовательского центра компании в Аризоне, но только время покажет, является ли это целью; вариантов множество.
Хотя инвестиции значительно увеличивают мощности по производству полупроводников в США, производство в США потребует дополнительных затрат, поскольку чипы, произведенные на Fab 21, как ожидается, будут стоить на 20-30% дороже, чем те, что сделаны на Тайване. Такая высокая стоимость может ограничить число компаний, производящих свои чипы в США, если только в этом нет крайней необходимости.