TSMC's 3nm-chipfabriek in Arizona begint productie in 2026

TSMC gaat een tweede fabriek bouwen in de Amerikaanse staat Arizona. Deze fabriek gaat 3nm-chips produceren. Productie in de fabriek moet vanaf 2026 beginnen, bevestigt TSMC tijdens een ceremonie in de Verenigde Staten.

TSMC bevestigt zijn nieuwe plannen voor chipproductie in de staat Arizona in een persbericht. De 3nm-chipfabriek komt nabij de eerste TSMC-fabriek in de stad Phoenix te staan, die het bedrijf in 2020 al aankondigde. Deze eerste fabriek wordt in 2024 operationeel en gaat dan chips produceren op TSMC's N4-procedé. Twee jaar later volgt de 3nm-fabriek. TSMC zei onlangs al tegen Aziatische media dat het 3nm-chips zou gaan produceren in de VS.

TSMC investeert in totaal 40 miljard dollar in de bouw van zijn twee Amerikaanse chipfabrieken. In 2020 sprak het bedrijf nog over een bedrag van 12 miljard dollar voor de eerste fabriek. Een deel van de kosten zal vermoedelijk gedekt worden door subsidie van de Amerikaanse overheid, als onderdeel van de Chips and Science Act.

Volgens het bedrijf leveren de productielocaties gezamenlijk 10.000 technische banen op, waaronder 4500 directe banen bij TSMC. De Taiwanese chipfabrikant zegt jaarlijks in totaal meer dan 600.000 wafers te gaan produceren in de twee fabrieken. De fabrikant is ook van plan om een waterzuiveringsinstallatie te bouwen, die ervoor moet zorgen dat de TSMC-campus in Arizona vrijwel geen vloeistoffen hoeft te lozen.

De twee TSMC-chipfabrieken zijn 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 en ook landen als Japan investeren flink in hun chipsector.

Door Daan van Monsjou

Redacteur

06-12-2022 • 15:16

31 Linkedin

Reacties (31)

31
30
18
2
0
11
Wijzig sortering
Wat ik mij nu afvraag, we horen heel veel van wat de VS en ook de EU aan het doen zijn, om productie naar eigen land te halen. Maar ik hoor eigenlijk vrij weinig tot niets vanuit China? Weet iemand hoe zij omgaan met de migratie van productie capaciteit vanuit China naar andere landen?

Ze zijn wel bezig met de 'New Silk road' en hebben zelf hele havens en gebieden overgenomen /gekocht. Is dat dan hun tegen reactie?
Ik heb het gevoel dat als je niets hoort van je tegenpartij ze zeer waarschijnlijk al flink wat stappen verder zijn?
China heeft op dit moment vooral het nakijken, door verschillende sancties kunnen ze niet eens aan deze technologie komen op dit moment. Ze zullen druk bezig zijn zelf iets dergelijks te ontwikkelen, maar ik betwijfel of dat op de korte termijn gaat lukken.

China gokt dat we het niet vol gaan houden met lokale relatief "dure" productie, echter zijn we hier getuigen van een handelsoorlog die we nog niet echt eerder hebben meegemaakt. Het is bijna alsof het westen de opstand aan zagen komen.

Maar zelfs zonder alluhoedje lijkt het erop dat de COVID pandemie duidelijk heeft gemaakt dat afhankelijkheid van 1 enkel land voor een product geen goed idee is. De supply chain issues die in 2020 zijn veroorzaakt zijn nog steeds voelbaar in de manufacturing industrie.

Dus we gaan lokaal produceren, en laten we dan maar meteen de meest geavanceerde faciliteiten bouwen. Ik vind het eigenlijk wel een mooie ontwikkeling, dit vooral omdat straks geen enkel land meer andere landen kan gijzelen met bepaalde producten. En iets waar mijn klanten blij van worden, betrouwbare leveringen van half fabricaten en chips.
Zolang het geen race to the bottom is, is dit een mooi verhaal. Anders zul je zien dat de vorige generatie productiemachines uiteindelijk gewoon (weer) naar China gaan.

China is inmiddels en niet meer te onderschatten wereldmacht. De USA vindt dat niet zo leuk - logisch, maar tegelijkertijd doen ze (zichtbaar) niet zo veel om op alle vlakken een vorosprong te houden.China koopt op grote schaal infrastructuur op in Oost-Europa, Africa en andere landen. Hierin zit een extra gevaar.

Door technologieleverancies tegen te houden hoopt America toch voorsprong te kunnen houden, al ben ik bang dat ze wat aan de late kant zijn.

[Reactie gewijzigd door Robbemans op 7 december 2022 15:34]

De 4e industriële revolutie heeft hier ook wel mee te maken denk ik. We kunnen nu met robots ook relatief goedkoop produceren. COVID heeft dit wel versneld.
Je bedoelt vanuit Taiwan naar andere landen?
Je hebt gelijk, maar bedoel meer dat fabrieken uit de invloedsfeer van China worden gehaald. Van Taiwan zijn vrij weinig landen onder de indruk qua macht of invloed.
TSMC verhuizen is oa om te voorkomen dat wereldwijd de techsector omvalt mocht China in de toekomst Taiwan binnenvallen.
Als dat gebeurt heeft de wereld een gigantisch probleem.
Taiwan ligt dan wel voor de kust van China, maar ligt echt niet in hun invloedssfeer. De agressieve opstelling van communistisch China heeft er de afgelopen decennia net voor gezorgd dat de Taiwanezen die hereniging met het vasteland genegen waren daarover zijn beginnen nadenken, en de jongere bevolking heeft daar steeds minder voeling mee en interesse in. De klok tikt in het nadeel van China.

Er is heel weinig buitenlandse chipproductie in China, zowat alles wat wij gebruiken qua leading edge processes wordt in Taiwan geproduceerd. Oudere procedés (bv. voor automotive) kan je nog wel in Europa of de VS vinden. Wat wél uit China wordt weggehaald meer en meer is assemblage - Thailand, Vietnam, ...

Productie van de chips zelf heeft vziw nooit in China zelf gezeten. Assemblage des te meer en dat is wat onder invloed van COVID en de militante houding van de communistische partij begint weg te trekken, naar andere landen met vergelijkbaar lage lonen.
Als TSMC zegt "600,000 wafers per jaar", hoeveel chips zou dat dan betekenen?
Op basis van de Die Per Wafer Estimator:
  • 100mm2: 600 * 600.000 = 360 miljoen (bijvoorbeeld high-end smartphone)
  • 300mm2: 190 * 600.000 = 114 miljoen (bijvoorbeeld mid-/high-end GPU)
Uiteraard is dat het totale aantal chip die belicht worden, een gedeelte daarvan functioneert niet naar behoren en worden ofwel weggegooid ofwel gedeeltelijk uitgeschakeld.

In 2020 heeft TSMC 13 miljoen 300mm-wafers gemaakt, verspreid over alle nodes (praktisch van 28nm tot destijds 5nm).

TSMCs 5nm wereldwijde capaciteit was in april 150.000 wafers per maand, oftewel 1,8 miljoen per jaar. Deze worden (volgens mij) allemaal in TSMC Fab 18 (P1-P3) gemaakt, waarmee het een grootste logic-fabs ter wereld is.

Deze locatie krijgt ook een uitbreiding, Fab 18 (P4-P6), welke 120.000 3nm wafers per maand moet gaan kunnen maken.

De nieuwe fabs in Arizona zijn dus behoorlijk groot, maar zeker niet de grootste ter wereld.

[Reactie gewijzigd door Balance op 6 december 2022 15:41]

Ze zouden eigenlijk andere kleinere andere chips op de randjes moeten belichten net zoals ze nu met PCB's doen om de volledige plaat te vullen. Misschien zelfs grotere transistoren als de randen van de waver onnauwkeuriger zijn.
De rand van de wafer heeft vaak sowieso al beroerde yield ivm allerhande edge wafer effecten. Verder kan dit sowieso niet uit; het snijverlies kan niet op tegen de extra kosten van de masker belichtingen van zo’n klein oppervlak.

Het maken van grotere wafers (450) zou wel een stap kunnen betekenen in het optimaliseren van de doorvoer en reductie kosten, maar dat bleek zelfs wat te rigoureus voor de halfgeleider industrie.

Er zijn gelukkig tal van ontwikkeltrajecten waar een klant wel kan besparen; metrologie, onderhoud, afschrijving, marge en verdere ontwikkeling. Een wafer op dezelfde node word per jaar al zo’n 5-10 procent goedkoper onder normale omstandigheden.
Werkt niet. Bij dat ander formaat transistoren veranderen er een heleboel zaken, waaronder bijvoorbeeld ook de tijd om je photo-resist weg te etsen. En je kunt niet aan de randen langer etsen dan in het midden.
Dat ligt helemaal aan het formaat van de chips.
Meest extreme geval 600.000 chips. ;).
maar denk dat je ervan uit mag gaan dat er gemiddeld 100 chips op een wafer zitten, maar dat is ook weer helemaal afhankelijk wat ze ermee willen maken.
1000 per wafer is ook geen onmogelijk getal, de vraag is dan alleen waarom deze dure machines daarvoor gebruiken als dat waarschijnlijk net zo effectief is op een iets groter produce.
Het aantal chips hangt af van de gebruikte technologie en de vraag van de klant (type toepassing van de chip). Sommige productie-processen zorgen er voor dat er minder bruikbare chips zijn alsook bepalen die de grootte.

Stel dat je 400 chips per wafer hebt x 600.000 = 240.000.000.
$20.000 per wafer x 600.000 = $12.000.000.000

Als er in de productie-ruimte op uitzondering eens een wafer valt, kunnen ze daar niet echt mee lachen.
Is er voor het maken van chips niet ongelofelijk veel water nodig? Phoenix, Arizona is een van de heetste en droogste steden van de VS naar mijn weten.

[Reactie gewijzigd door GoldenLeafBird op 6 december 2022 15:35]

Klopt. Genoeg water beschikbaar krijgen om productie te kickstarten zal de grote uitdaging worden. Voor zover ik begrijp, zijn er aquifers beschikbaar waar TSMC gebruik van kan maken, zonder andere gebruikers in de weg te zitten. Daarnaast maakt TSMC in het thuisland al gebruik van waterzuiveringinstallaties om water te recyclen. Ik verwacht dat dit zeker in Arizona gebruikt zal worden. Ik zie getallen van rond de 65% water recycling voorbij komen, met her en der claims dat Intel hetzelfde doet en 95% van het gebruikte water recyclet.

TSMC blijft ondertussen onderzoeken hoe het waterverbruik kan verminderen en meer kan recyclen. Ik verwacht dat de resultaten hiervan zeker in Arizona gebruikt zullen worden, maar dat is speculatie van mijn kant.
Het water uit de aquifers wordt al meer opgebruikt dan dit weer wordt aangevuld. In Phoenix waar deze fabriek komt, wordt er 6,5% meer water gebruikt dan weer wordt aangevuld.
Dat zal met de verwachting van steeds ergere droogtes alleen maar groter worden.
Ik verwacht dat ze bij TSMC slim genoeg zijn om zoveel mogelijk risico te vermijden, vooral als het om kritische grondstoffen als water aankomt. Ik kreeg zo snel helaas geen gedetailleerde bronnen gevonden over de aanpak van TSMC in Arizona, maar volgens mij houdt TSMC een en ander ook geheim voor nu (misschien is het plan nog niet volledig rond?)
Waarom is er veel water nodig voor chip productie?
Zie het filmpjes van de geweldige vent Asianometry genaamd "Ultrapure Water for Semiconductor Manufacturing" en "The Big Semiconductor Water Problem". In dat tweede filmpje zit zelfs een hele chapter over water in Arizona.

In het kort is er enorm veel water nodig om wafers te reinigen. Simple as. Het water moet wel puur zijn... heel heel puur. Waar de pharma-industrie 'puur water' 500 parts per billion (PPB) organische stoffen in het water al puur noemt, is het in de semiconductor industrie pas puur bij 1 part per billion.
Het voordeel van zulke strenge eisen is dat het al snel loont om 'vuil' water te reinigen en opnieuw te gebruiken, want dat water is dan nog steeds veel schoner dan grondwater, wat ook eerst gereinigd moet worden.
Nou ja, farmacie gebruikt diverse gradaties 'puur' water, die van 500ppb is er voor productie van tabletjes en de schoonmaak (met 'leidingwater' maak je apparatuur alleen maar 'vies'...). Voor wat gevoeliger analyses (HPLC-MS) is er 'HPLC water' rond 10ppb. Nog steeds niet goed genoeg voor TSMC kennelijk.

Al kan ik me voorstellen dat voor waferproductie de diverse ionen relevanter zijn dan de 'total organic count'. Misschien is het verschil daar wel veel groter...

[Reactie gewijzigd door Tijanus op 6 december 2022 20:50]

Kan iemand mij vertellen wat de rol van Asml in dit geheel is.
ASML zal ongetwijfeld een deel van de lithography machines voor in de nieuwe fabriek van TSMC leveren. Dat zal dan gaan met de DUV, EUV en ik vermoed ook de nieuwste High-NA die ten tijde van de opening van deze fabriek in productie zou moeten zijn.

Peter Wennink (CEO ASML) gaf in de capital markets day van november aan dat 'national sovereignty' in the end goed is voor ASML. Als iedere land zich gaat richten op een eigen semi supply chain, dan leidt dat tot inefficienties en zijn er relatief meer ASML machines nodig.
Apple CEO Tim Cook today confirmed that Apple plans to purchase chips from U.S.-based TSMC factories that are being constructed in Arizona, reports CNBC.
mooi, ik hoop dat ze in 2024 goed kunnen starten.
Nadata Taiwan leeggezogen is, komt ASML aan de beurt.
ASML zit ook in Taiwan, en ook in China.

Na Taiwan zal Zuid-Korea komen denk ik. (Samsung)

Lijkt me sterk dat Samsung veel te produceren heeft als China en Taiwan dicht zouden staan en de wateren om China en Taiwan niet meer veilig zijn.

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Tweakers maakt gebruik van cookies

Tweakers plaatst functionele en analytische cookies voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Deze cookies zijn noodzakelijk. Om op Tweakers relevantere advertenties te tonen en om ingesloten content van derden te tonen (bijvoorbeeld video's), vragen we je toestemming. Via ingesloten content kunnen derde partijen diensten leveren en verbeteren, bezoekersstatistieken bijhouden, gepersonaliseerde content tonen, gerichte advertenties tonen en gebruikersprofielen opbouwen. Hiervoor worden apparaatgegevens, IP-adres, geolocatie en surfgedrag vastgelegd.

Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Sluiten

Toestemming beheren

Hieronder kun je per doeleinde of partij toestemming geven of intrekken. Meer informatie vind je in ons cookiebeleid.

Functioneel en analytisch

Deze cookies zijn noodzakelijk voor het functioneren van de website en het verbeteren van de website-ervaring. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie. Meer details

janee

    Relevantere advertenties

    Dit beperkt het aantal keer dat dezelfde advertentie getoond wordt (frequency capping) en maakt het mogelijk om binnen Tweakers contextuele advertenties te tonen op basis van pagina's die je hebt bezocht. Meer details

    Tweakers genereert een willekeurige unieke code als identifier. Deze data wordt niet gedeeld met adverteerders of andere derde partijen en je kunt niet buiten Tweakers gevolgd worden. Indien je bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je account. Indien je niet bent ingelogd, wordt deze identifier gekoppeld aan je sessie die maximaal 4 maanden actief blijft. Je kunt deze toestemming te allen tijde intrekken.

    Ingesloten content van derden

    Deze cookies kunnen door derde partijen geplaatst worden via ingesloten content. Klik op het informatie-icoon voor meer informatie over de verwerkingsdoeleinden. Meer details

    janee