Bloomberg: TSMC gaat ook 4nm-chips produceren in de VS

De nieuw te bouwen TSMC-chipfabriek in Arizona gaat ook chips produceren op '4nm'-procedés. Dat meldt Bloomberg op basis van ingewijde bronnen. TSMC sprak eerder alleen concreet over de productie van '5nm'-chips in de Amerikaanse fabriek. Productie moet daar in 2024 beginnen.

TSMC zal de concrete plannen voor zijn Amerikaanse chipfabriek volgende week dinsdag presenteren, schrijft Bloomberg. Op die dag komen president Joe Biden en minister van Economische Zaken Gina Raimondo voor een ceremonie op bezoek in Phoenix, de stad waar de fabriek komt te staan. TSMC zou dan onder meer opnieuw toezeggen dat het een tweede fabriek voor 3nm-chips gaat bouwen in Arizona.

De Taiwanese chipfabrikant heeft volgens Bloomberg onlangs besloten om ook te gaan produceren op zijn 4nm-procedés, naast de productie van 'gewone' 5nm-chips. Deze N4-serie is een verdere ontwikkeling van TSMC's voorgaande 5nm-chips. De N4-procedés bieden betere prestaties en een hogere transistordichtheid. TSMC zou de beslissing genomen hebben na aandringen van Amerikaanse klanten die chips willen laten produceren in de nieuwe fabriek. Onder meer Apple maakt al gebruik van N4 voor zijn A16-soc, die in de iPhone 14 Pro-serie zit. Ook Nvidia maakt gebruik van TSMC's 4nm-procedés voor zijn GeForce RTX 40-serie en H100-datacenter-gpu.

Productie in TSMC's nieuwe Amerikaanse chipfabriek moet in 2024 beginnen. Het bedrijf zei eerder dat er maandelijks 20.000 wafers geproduceerd moeten worden in de fabriek, hoewel dat aantal mogelijk wordt opgeschroefd, melden bronnen aan Bloomberg. De fabriek is onderdeel van Amerikaanse ambities om minder afhankelijk te worden van Aziatische landen op het gebied van chipproductie. De reden daarvoor zijn toenemende geopolitieke spanningen, bijvoorbeeld tussen de Taiwan en China. Het land introduceert daarvoor een Chips Act met miljardensteun voor de chipsector. De EU doet hetzelfde.

TSMC's huidige roadmap

Reacties (19)

Wat ik me steeds afvraag bij deze verschuiving van de chipproductie uit China naar andere landen is, waar men de grondstoffen vandaan gaat halen. Ik ben nog steeds in de veronderstelling dat China de monopolie heeft op deze grondstoffen doordat ze zich overal hebben ingekocht, leningen hebben gesloten of op andere wijze een vinger in de grond hebben. Kan iemand dit uitleggen?

Voor de wafers zullen de grondstoffen wel mee vallen aangezien deze van silicium zijn gemaakt (zand). Silicium is overal op de wereld beschikbaar.
Als de chips geassembleerd moeten worden komen er wel veel meer grondstoffen bij kijken zoals goud en aluminium. Of dit echter super zeldzame grondstoffen zijn betwijfel ik.

[Reactie gewijzigd door markvw op 1 december 2022 09:28]

Zand is overal te vinden, maar om chips te maken heb je ultra puur quartz nodig en dat is heel zeldzaam. Bijna alle ultra puur quartz in de wereld komt uit één mijn in North Carolina.

https://www.wired.com/sto...ce-of-ultra-pure-silicon/

Tja, veel grondstoffen zijn overal ter wereld beschikbaar. Toch halen/haalden "wij" voor de bio energiecentrales het hout ook uit bossen in Noord dan wel Zuid Amerika. Dat zal vast ook niet zonder reden zijn geweest. Ik kan mij voorstellen dat het kwalitatief gezien enorm kan verschillen. Het zand alhier, zal vast anders eruit zien dan het zand in Taiwan of Arizona, bijvoorbeeld.

Wij hebben niet genoeg bomen om aan de vraag van die biomassacentrales te voldoen.

De halve Ardennen is 1 groot productiebos, maar zal wel te duur zijn om daar ons brandhout weg te halen. Overigens halen we ook genoeg bomen uit oost-Europa door daar oerbos af te breken zodat wij op papier lekker groen bezig zijn.

Aluminium is het meest voorkomende metaal op aarde. Goud komt logischerwijs een stuk minder voor.

Aluminium wordt gevonden op de grond: 8,5% van de aarde is bestreken met bauxiet, de ertsvorm van aluminium.

https://nl.wikipedia.org/wiki/Aluminium

[Reactie gewijzigd door Bark_At_The_Cat op 1 december 2022 10:11]

Goud heeft Amerika zat, ze kunnen wel wat minen uit fort knox.

Dat klopt. China heeft als een van de weinige landen ter wereld bijna alle grondstoffen die nodig zijn om geavanceerde chips te maken. Rusland heeft die ook en Kongo ook. Verder zijn er niet of nauwelijks landen die deze zeldzame metalen bezitten.
Aan de andere kant heb je de westerse (of westers gelieerde) landen zoals Nederland (ASML) en Taiwan (TSMC) die juist weer de geavanceerde technologie bezitten om deze hoogwaardige chips te kunnen maken.
Er is dus een wederzijdse afhankelijkheid. En omdat het westen en China elkaar op dit vlak steeds minder gunnen (want wie behoud de voorspong op technologisch gebied, en daarmee werelddominantie), zal Afrika steeds meer een belangrijke speelbal worden tussen oost en west.

[Reactie gewijzigd door bursche op 1 december 2022 10:26]

Zeldzame metalen is een misnomer, want die zijn helemaal niet zo zeldzaam, zelfs de meest zeldzame zeldzaam metaal komt nog vaker voor dan goud. Dat dit alleen gevonden wordt in China of Kongo (of 'nauwelijks andere landen') is ook niet waar. Het wordt nu het meest geproduceerd in China, Australie en Brazilie en sinds 2011 weer in de VS. Maar dat betekend niet dat er op veel andere plekken op de aardbol dit ook niet kan, het gebeurd alleen nu niet.

https://www.wikiwand.com/nl/Zeldzame_aarde

[Reactie gewijzigd door !GN!T!ON op 1 december 2022 10:37]

Sorry, maar daar heb je het toch mis. Het ligt een stuk gecompliceerder dan je voorschotelt.
Even wat meer achtergrond:

De Europese Commissie heeft een lijst opgesteld van dertig ‘kritieke grondstoffen’ die van groot economisch belang zijn, maar niet binnen de EU kunnen worden gewonnen en dus moeten worden ingevoerd. Op die lijst staan o.a. lithium en kobalt, grafiet, fosfor, titanium, maar ook het zeldzame aardmetaal neodymium (onmisbaar voor je smartphone).

https://eur-lex.europa.eu...XT/?uri=CELEX:52020DC0474

China is met afstand de grootste speler in de strijd om de grondstoffen van de toekomst. Van die 30 'kritieke grondstoffen' importeert de EU er momenteel 19 uit China. Voor zeldzame aardmetalen is de EU zelfs voor 98 procent afhankelijk van de Chinezen. Deze metalen zijn onmisbaar voor elektrische auto’s, computers en windmolens en staan onder onder één noemer - rare earth elements - op de EU-lijst. Het zijn daarnaast Chinese bedrijven die een significant aandeel hebben in de ontwikkeling en exploitatie van mijnbouwprojecten. Het ruwe materiaal dat niet uit eigen land komt, wordt vervolgens verscheept naar China en daar verwerkt in een raffinaderij, zodat het gebruikt kan worden in onderdelen van eindapplicaties. Hiermee controleert China deze markt.

Het is dus wel degelijk een groot probleem zoals ik al schetste. En het is een kat en muisspel tussen China en het westen in die zin: zeldzame metalen v.s. zeldzame hoogwaardige technologie. Beide zijn nodig en beide kampen moeten hierin een weg zien te vinden. Dát is de grote strijd van de toekomt om werelddominantie.

[Reactie gewijzigd door bursche op 1 december 2022 11:52]

Volgens mij klopt wat ik zeg precies. Je spreekt jezelf direct tegen door te zeggen dat grondstoffen niet in de EU gewonnen kunnen worden, terwijl je gelinkte rapport staat er verschillende dingen nu al gewonnen worden in de EU, en dat er potentieel is voor meer. Als je naar de kaartjes in het rapport kijkt zijn er legio andere landen dan china die nu aan winning doen, of dat in de toekomst met investering kunnen gaan doen.
Nogmaals, die 'zeldzame' metalen zijn niet zeldzaam in de aardkorst. China is nu een grote producent, maar dat betekend niet dat er in de rest van de wereld niets te halen valt, alleen biedt china het nu zo goedkoop aan dat het niet economisch rendabel is het zelf te winnen, inmiddels zijn de prijzen gestegen en zie je dat bijvoorbeeld de USA weer mijnen heeft geopend en nu ook meeproduceert, hier kunnen we als EU ook een keuze in maken en dat is ook wat in dat rapport staat; opbouwen en alliantie aangaan met andere landen om de productie op te bouwen en te diversiviseren. Daar is China nu een grote leverancier, maar als wij met z'n allen niet meer afhankelijk willen zijn alleen China, om situaties te voorkomen zoals nu met russisch gas, dan moeten we als EU daar nu in investeren (en dat gaan we zo te lezen nu ook doen). Maar het is m.i. zeker niet zo dat China 'ons' nu bij de ballen heeft en wij als EU / westen niet omheen zouden kunnen.

Dus nee ik zie het niet zo zwart / wit als jij hier nu opschrijft.

Dank voor je aanvulling, dan begrijpen we elkaar volgens mij.
Toch een aanvulling: het is wel degelijk zo dat China een aantal zeer belangrijke grondstoffen beheerst voor de ontwikkeling van chips. Het idee dat dat deze niet zeldzaam zijn in de aardkorst gaat voorbij aan het geografisch gegeven en wie deze gebieden beheerst. Dat is voor een groot deel China. En sommige essentiële grondstoffen zijn ook echt alleen daar of in een paar andere landen te halen die buiten de huidige 'westerse' invloedsfeer vallen. Daar is echt een groot probleem voor het westen en in die zin heeft China ons wel degelijk bij de ballen. Omgekeerd hebben 'wij' hun op technologisch vlak nu beet.

China is dominant in zeldzame aardmetalen, maar geen monopolist meer: Lynas uit Australië heeft daar een mijn en een fabriek in Maleisië om de metalen uit de erts te winnen. De reden waarom we zeldzame aardmetalen importeren i.p.v. zelf winnen is dat dergelijke industrie extreem vervuilend is, er zijn in China serieuze milieurampen rond deze industrie. Maar ja, het milieu vervuilen, daar keek China niet zo streng op als er een strategisch belang was.

In het verleden was er een Amerikaanse mijn, maar werd vanwege milieuredenen op een bepaald moment gesloten. Pogingen om deze mijn opnieuw te gaan exploiteren zijn tot nog toe mislukt.

Lynas probeert met innovatieve technieken het vuile afval in bruikbare stoffen om te zetten, maar heeft ook serieuze problemen. Eén van de afvalproducten is licht radioactief, niet omdat er nucleaire processen bij de verwerking komen kijken, maar omdat als je de niet radio-actieve metalen uit de erts haalt radio-actieve stoffen overblijven en boven de drempel uitkomen waarin het als radioactief materiaal beschouwd moest worden. Lynas dacht er grondstoffen voor de wegenbouw van te gaan maken, maar raakte het aan de straatstenen niet kwijt, met als gevolg dat de boel zich bij de fabriek opstapelde, het bedrijf in overtreding met zijn vergunningen raakte en daardoor last met de overheid kreeg. Maar, Lynas produceert nog steeds.

En omdat het westen en China elkaar op dit vlak steeds minder gunnen (want wie behoud de voorspong op technologisch gebied, en daarmee werelddominantie), zal Afrika steeds meer een belangrijke speelbal worden tussen oost en west.

Ik hoop dat Afrika ook zijn vruchten ervan kan plukken en zichtzelf helpt te ontwikkelen dankzij de verkoop van bealngrijke grondstoffen.... maar ik vrees het ergste en dat Afrika fors uitgebuit wordt voor de grondstoffen (gebeurd natuurlijk nu ook al).

Het klinkt heel wat, maar N4 is waarschijnlijk optimalisatie van N5 en zal op dezelfde machines werken, net als Globalfoundries bijvoorbeeld 14nm naar 12nm verbeterde op dezelfde productielijn. Als je het plaatje kijkt komt N4 pas als N3 er ook is en wie de snelste chips wil, moet dus nog steeds in Taiwan zijn.

N4 zit in de N5 familie. N3 en N2 zijn opvolgende nodes die hun eigen fabs krijgen. Op de slides zie je naamgeving als N4P ipv N4, de P staat voor een performance enhancement. Wat normaal betekend dat een bestaand productie proces is verbeterd, dus je chip ontwerp hoeft hiervoor niet aangepast te worden. Maar in het nieuws wordt alleen gesproken over 4-nanometer waardoor het mij niet duidelijk is of het gaat om N4 of N4P.

Het verschil tussen N5 en N4(P):
1. [Design] De optimalisatie van de 'standard cell' (inclusief design rules), dat is een beschrijving van een logische functie (AND, OR, flip-flop, etc) waarmee je een chip ontwerp maakt. Deze 'standard cells' maken het mogelijk om een logisch ontwerp om te zetten naar een fysiek ontwerp op basis van het N4 productie proces van TSMC. Deze optimalisatie zou een gemiddelde chip 6% kleiner kunnen maken.
2. [Front-End] Er zijn verbeteringen in Back-End Of Line (BEOL). Een chip wordt geproduceerd in lagen op een wafer (Front-End development). In Front-End Of Line (FEOL) maak je componenten zoals logica (transistors), weerstanden, condensatoren en en in BEOL knoop je die logica aan elkaar via metaal lagen (bv. met koper of aluminium). Het verbeteren van dit knoopwerk kan energie besparen.
En voor de volledigheid, Back-End development is de stap waar je van een wafer individuele chips maakt (dus: Design, Frond-End development (FEOL,BEOL), Back-End development).
3. [Front-End] Ze zullen EUV gebruiken voor meer lagen wat voor een koste reductie zou moeten zorgen. Hoewel DUV waarschijnlijk goedkoper is kun je met 1 duurdere EUV stap meerdere DUV vervangen. Dat is niet alleen sneller (omdat je stappen overslaat) maar verlaagt ook de kans op fouten tijdens het product proces waardoor je hopelijk meer chips en hogere kwaliteit chips kan produceren.

En zo is chip productie gewoon een verdedigingsschild voor Taiwan. Ik begrijp Taiwan wel.
(was bedoeld als reactie op dmantione in 'Bloomberg: TSMC gaat ook 4nm-chips produceren in de VS')

[Reactie gewijzigd door Abom op 1 december 2022 09:51]

Daar is dit juist minder effectief voor, zou ik denken; als de fabrieken in de VS en/of Europa zitten is er een risico (vanuit Taiwan's oogpunt) dat Amerika besluit in het uiterste geval de hoge technologie in Taiwan plat te gooien. De chipproductie is immers al veilig gesteld.

Vanuit het oogpunt van nieuwe wetgeving snap ik heel goed dat TSMC ook chips in VS gaat produceren. Waar ik dan wel nieuwsgierig naar ben is hoe TSMC zijn bedrijfsgeheimen beschermt als ooit de relatie tussen VS en Taiwan sterk verslechterd? Ik bedoel er staat toch een fabriek met geavanceerde technologie op Amerikaans grondgebied... En er zullen vast en zeker niet alleen inwoners van Taiwan daar gaan werken?

We hebben bij Rusland gezien dat bedrijven massaal uit het land vertrekken, maar de bedrijven achter blijven. Nu is Rusland zelfstandig veel minder ver in technologie, maar een VS is dat natuurlijk anders. Ik acht het bijna zeer onwaarschijnlijk dat hetzelfde gaat met VS gebeurd en Taiwan, maarja.... niks is onmogelijk natuurlijk.