Bloomberg: TSMC's fabriek in VS haalt hogere yields dan thuislocatie

De initiële 4nm-productie van TSMC's chipfabriek in de Amerikaanse staat Arizona behaalt naar verluidt een hogere yield rate dan soortgelijke vestigingen in Taiwan. De fabriek gaat naar verwachting pas in 2025 op volle toeren draaien. TSMC startte in 2022 al de volumeproductie van N4 in Taiwan.

Rick Cassidy, hoofd van TSMC's Amerikaanse afdeling, heeft volgens Bloomberg in een webinar meegedeeld dat de 4nm-yields van de chipfabriek in Phoenix ongeveer vier procentpunt hoger zijn dan in vergelijkbare faciliteiten in Taiwan. De precieze yield rates van de Amerikaanse noch Taiwanese chipfabrieken zijn bekend. Volgens analisten behaalde TSMC's 4nm-productie in Taiwan yields van ongeveer 80 procent.

Het is ook niet duidelijk op welke schaal er 4nm-wafers worden geproduceerd in de Phoenix-vestiging. De risk production werd gestart in april dit jaar. Begin september zou de fabriek al even hoge yields gehaald hebben als in Taiwan.

Hoewel de massaproductie nog niet van start is gegaan en het niet om TSMC's meest geavanceerde productieproces gaat, kan er van een opvallende prestatie worden gesproken. Naast de bouw van deze eerste chipfabriek werd ook de bouw van de tweede Arizona-fab uitgesteld. De start van de eerste vestiging liep vertraging op vanwege een tekort aan ervaren werknemers. De chipfabrikant heeft geen concrete reden genoemd voor het uitstel van de tweede fab. Op dit moment verwacht TSMC dat de productie van de tweede fabriek pas in de loop van 2027 of 2028 kan worden opgestart.

Door Idriz Velghe

Redacteur

25-10-2024 • 19:23

76

Reacties (76)

76
72
34
2
0
19
Wijzig sortering
Wat mij het meest verbaasd, is de yield maar 80%? Is dat gebruikelijk in de semicon?
Ja, dat is best hoog.
Maar eerlijk snap ik het ook niet helemaal.
Je maakt 100 keer het zelfde en gemiddeld gaat het 80 keer goed en 20 fout. Een bakker (of wat dan ook eigenlijk) zou dat nooit accepteren.

En aan de andere kant heb ik wel eens begrepen hoe zo ASML machine werkt.
“Je schiet met een laser op een op druppen, daar door splitst die druppen in duizenden andere kleine druppels die je ook weer beschiet met die laser… en dat in een fractie van een seconde”
Dan toch wel weer kamp in 80% goed gaat…
Andere blik: Je maakt 100 keer een chip met 10 miljard transistoren, daarbij zijn 80 keer alle 10 miljard transistoren goed en 20 keer is er één transistor fout.

Dus bij het maken van 1 biljoen transistoren zijn er 20 niet gelukt.

Een bakker (of wat dan ook eigenlijk) zou dat nooit voor elkaar krijgen.
Dat is al jaren niet meer zo. Voor kritische delen van een CPU (registers, instructie-decoders etc) geldt dat wel. Gaat er daar iets fout, dan moet je je octacore verkopen als een hexacore. Maar in cache en geheugen is het gebruikelijk om enige reserve in te bouwen.
Ja klopt, in Cache en kwa aantal cores valt er wel wat uit te schakelen, en om de chip helemaal nutteloos te mkane moet je waarschijnlijk veel pech hebben, of meer dan 1 transistor verliezen. Maar mijn punt is dat niet "één van vijf chips" kapot zijn, maar een handjevol van vele miljarden transitoren en interconnects en vias.
Als je het met een bakker zou willen vergelijken, dan moet die bakker miljarden gebakjes op nanometer schaal bakken, en ze moeten allemaal in een keer goed zijn. Brood tolereert een veel ruimere foutmarge.
Een klein vuiltje kan je chip al stuk maken. En zoiets kan al ontstaan door het hanteren van de wafer. Laat staan dat je slijtage hebt van een machine of een engineer een foutje maakt. Je hebt zoveel proces stappen dat statistisch gezien je een hoge kans hebt op een defecte 'die'. Daarnaast is het maken van een chip sowieso erg complex, vooral op de moderne nodes.
Je maakt niet eventjes 100 keer het zelfde maar je doet 100 keer dezelfde 15 stappen (of meer) en elke stap bestaat ook nog eens uit verschillende onderdelen. Dan is het niet gek dat er af en toe ergens iets fout gaat. Die 80% is dan erg hoog.
80% is echt heel erg hoog. Maar 4nm is dan ook al een meer volwassen productie proces. Samsung op 3nm zit nu pas op 20% yield, wat wel heel erg laag is.
Geavanceerde chips, en sommige hebben over 100 lagen.
Als je het productieproces bekijkt valt dat goed mee hoor. Het process bestaat in grote lijnen uit meerdere stappen:
  • primen (optioneel)
  • fotolak aanbrengen (coaten)
  • belichten
  • onwikkelen
  • etsen
  • bakken
En dit moet meerdere keren gebeuren want er worden meerdere lagen (tussen de 50 en 200 tegenwoordig dacht ik) gemaakt. Dat zijn dan 250 tot meer dan 1000 stappen in het process waar er fouten kunnen optreden. Kleine onzuiverheden in de wafer en gebruikte producten, stofjes (ook al werk je in een cleanroom), menselijke en mechanische fouten (trillingen) etc... Op 1 wafer kan je defecte dies krijgen maar het kan ook gebeuren dat door een fout ganse batches defect zijn. Dat alles bepaalt je yield.
Anoniem: 302359 25 oktober 2024 19:47
Ik moest het woordje "yields" toch even opzoeken. Waarom niet gewoon "opbrengst" gebruiken?
Ik moest het woordje "yields" toch even opzoeken. Waarom niet gewoon "opbrengst" gebruiken?
Omdat yields hiervoor de gebruikte terminologie is en niet “opbrengst”.
Omdat Engelse termen lekker bekken en het Nederlands niet. In management en businesswereld doet men niet anders. Een bedrijf is niet wendbaar of innoverend, maar agile bijvoorbeeld.
In dit geval is het gewoon een vakterm met een vrij specifieke definitie.

Al zou dat niet zo zijn vind ik het overigens als nog scheef om op tweakers hier de 'businesswereld' over aan te spreken.
"Is jouw centrale verwerkings eenheid snel genoeg om deze eerstepersoonsschieter te draaien, of moet je even langs de prijskijk om een nieuwe uit te zoeken?"
Ik heb het erover, maar ik spreek ze niet aan hoor. You either love it or you hate it ;). Yield is in het woordenboek te vinden als opbrengst en dat betekent het volgens mij ook voor foundry's.
Het gaat hier specifiek om het aantal goede chips die ze uit een wafer weten te halen (er gaan er altijd een paar de prullenbak in, hoe kleiner dat aantal hoe beter). Dit heeft alles te maken met de hoeveelheid afwijkingen er binnen het productieproces zitten, en is daarmee een goede graadmeter voor de volwassenheid en levensvatbaarheid van het productieproces en daarmee de fab. Als je gewoon 'opbrengst' zegt is het niet helder dat het specifiek daar over gaat.

[Reactie gewijzigd door Sylph-DS op 26 oktober 2024 09:10]

Bij mij is het net zo helder als de opbrengst van de aardappeloogst. Ik zie het verschil nog steeds niet. Yield is opbrengst. Elke andere bijbetekenis, die nog steeds niet specifiek is gemaakt, wordt door de industrie toegevoegd.
Bij mij is het net zo helder als de opbrengst van de aardappeloogst
Wat zegt dat dan als de opbrengst 80% is?

Yields komt naar mijn idee meer in de buurt van rendement dan bij opbrengst. (en het rendement bepaald je opbrengst deels weer)

De yields kunnen wel 80% zijn, dat is de verhouding tussen de geslaagde en gefaalde 'producten'.

[Reactie gewijzigd door watercoolertje op 26 oktober 2024 11:59]

80% van 100%. Precies hetzelfde als bij tsmc met een yield van zoveel procent. In jou voorbeeld wordt exact hetzelfde voorbeeld gegeven. Het totaal van de geslaagde en gefaalde producten is immers 100%. De totale productie.

[Reactie gewijzigd door Mitchelllll op 26 oktober 2024 17:06]

U bedoelt dat het ook opbrengst betekent voor de gieterijen?

Geintje natuurlijk maar als we het hebben over opbrengsten dan moet er van alles bij gezegd worden wil men het niet verkeerd begrijpen. Dus dan is het gebruik van yields als term wel handig
Dat denk ik niet. Yields wordt zo vaak gebruikt dat het woord meer betekenissen wordt toegedicht, maar in principe dekt opbrengst de lading. Dat mensen niet snappen dat niet alle chips op een water ‘lukken’, dat snappen gewone mensen ook niet als je yields gebruikt als term. Oh en in het Nederlands zou ik het liever een chipsbakker noemen. Of nee, dat is ook wat verwarrend.
Haha, ik mis onmiddellijk de 1-april grap van Tweakers waarbij via "Tweakers in het Nederlands" alle Engelse termen automatisch vertaald werden.
Oh die heb ik gemist. Die was vast hilarisch.
Dat is dan LUL. Lacht uit luid.
Yield is gewoon een vakterm als je in de semicon zit.
En ook semicon is gewoon een hele normale vakterm, niet zo mauwen 😂
Nee, we zijn een agiel bedrijf.
Het woord yield heeft een hoop betekenissen, zowel als werkwoord of zelfstandig naamwoord. Ik neem even aan dat deze vertaling van opbrengst uit google translate komt of iets dergelijks, en in deze context is dat het verkeerde woord. "Onze fabriek heeft een opbrengst van 80%" zal niemand snappen. Volgens mij heeft het Nederlands geen woord hiervoor, het is een term uit de zaken/technologiewereld waar Engels doorgaans de voertaal is.
De halfgeleider-industrie zit boordevol met jargon.
Chips worden gebakken op een wafer. Als je dat wil vertalen naar het Nederlands, kom je op iets als "splintertje gemaakt op een wafeltje" uit, en daar snapt niemand ook maar ene moer van. Er valt daarom niet echt aan te ontkomen dat de engelse termen gebruikt worden.

'Yield' wordt gebruikt om aan te geven hoeveel individuële volmaakte structuren (chips) op een wafer functioneel bruikbaar zijn. Vaak wordt dat als percentage aangegeven. Een yield van 87% betekent dat er 13% uitval is van structuren op die specifieke wafer, ofwel structuren die niet tot product vervaardigd kunnen worden.

Halfgeleider fabrieken streven een zo'n hoog mogelijke yield na om de nodige tijd en kosten te kunnen rechtvaardigen, en om de kosten van het uiteindelijke product zo laag mogelijk te houden / er zoveel mogelijk winst aan over te kunnen houden.
Het woord wat je zoekt is Rendement. Dit woordt wordt veel gebruikt in de Nederlandse 'maak' industrie. Het rendament van een machine/ proces / productie lijn , druk je uit in %
100% is in theorie het maximum haalbare .
Dat is een vrij zinloos commentaar. "Druk je uit in %". Procenten waarvan? Rendement op geïnvesteerd kapitaal? Dat is de normale betekenis van rendement in de commerciële economie, en dat is niet begrensd op 100%.

"Yield" in TSMC context is de fractie van chips op een wafer die voldoen aan de eisen. In de Nederlandse industrie (NXP, ASML) is de term daarvoor "yield".
Blijkbaar begrijp jij totaal niets van productie industrie. Een machine draait x productie. Laten we zeggen 100 flessen Na. Inspectie van het product (flessen) blijken 89 te voldoen aan specificatie. 11 worden er afgekeurd.
Je machine draait dus met 89% rendement

Yield is geen Nederlands woord. De orginele post zocht een Nederlands woord, dit is wat er bij ons in de industrie gebruikt wordt. Bedrijven wereldwijd werken met percentages bij productie. Ziet er namelijk goed uit in grafieken.
Draait die machine nou 100 flessen, of 100 flessen per uur, of 89 flessen, of 89 per uur? Jij bent hier een tikje vaag. Sowieso is dan de vraag, waar komt die "x" van jou dan vandaan? Of bedoel je simpelweg dat jullie 1 QA stap hebben, en rapporteer je 100%-afkeurpercentage van die ene stap?

De vergelijkbare gebruikelijke maat die ik ken uit serieuze productie is Defect Rate, en die is dan doorgaans in ppm (Parts Per Million) omdat een Defect Rate van 1% wel [/i]erg[i] hoog is. Nu is de bleeding edge van semicon een ander verhaal, vandaar dat daar wel Yield gebruikt wordt.
In Nederlands is er geen goed woord voor. Yield betekent namelijk relatieve opbrengst. Als je het in de landbouw over yield hebt, dan heb je het over de opbrengst per hectare en niet de totale opbrengst. In dit geval gaat het dus niet om de totale opbrengst van de fabriek, maar hoeveel van de chips goedgekeurd zijn aan het eind.

Overigens kan de fabriek nog steeds minder produceren dan een fabriek in Taiwan als de machines langer stilstaan voor wat voor reden dan ook.
Rendement is het juiste nederlandse woord.
In het Engels heeft 'yield' helemaal niet per se die specifieke betekenis. Volgens Merriam Webster:

1
: something yielded : product
especially : the amount or quantity produced or returned
yield of wheat per acre
2
: the capacity of yielding produce

Yield betekent dus gewoon opbrengst en die kan relatief of absoluut zijn.
Mooi verhaal, maar gaat niet op als je het over de halfgeleidersindustrie hebt. Daar betekent yield heel specifiek de hoeveelheid goede chips die je uit een wafer haalt. Daarom dus geen vertaling, dan snappen mensen niet meer dat dat bedoeld wordt.
Dat is prima maar dat heeft dan helemaal geen invloed op de eventuele vertaling naar het Nederlands. Het is ook in het Nederlands heel normaal dat woorden in een bepaalde context een iets andere specifieke betekenis krijgen. De enige reden dat mensen een Engels woord als yield dan in het Nederlands gebruiken is gewoonte.
Natuurlijke taal is een en al gewoonte, en die gewoonte schept duidelijkheid. 'Yield' in de buurt van een fab kan maar een ding betekenen. 'Opbrengst' kan best een hoop verschillende dingen betekenen (verdiensten per wafer of tijdseenheid bijv).

Lang verhaal kort: er bestaat geen Nederlands woord dat dezelfde eenduidigheid geeft. Zo'n woord zouden we allicht kunnen bedenken, maar ik denk dat het geruststellen van "waarom spreken jullie geen Nederlands?!"-zeurpieten het enige zou zijn dat daarbij gewonnen wordt.
@Mitchelllll schrijft het hieronder al. Er heerst simpelweg wat verwarring over het woord 'opbrengst'. Zowel 'opbrengst' als 'yield' zijn nogal context-afhankelijk. Als een boer van een goede opbrengst spreekt dan is dat bijv ook het goede min het slechte deel van de oogst. Daar zou een Engelstalige boer dus het woord 'yield' voor gebruiken. De chipsector is een inherent Engelstalige wereld dus het is logsich dat 'yield' dan het standaard gebruikte woord is, ook in niet-Engelstalige landen zoals Nederland. Maar dat neemt niet weg dat 'opbrengst' een prima alternatief zou kunnen zijn. Ik schreef het al eerder: het is een kwestie van gewoonte. En ook 'yield' kan in het Engels een andere betekenis krijgen in een andere context dus dat woord is helemaal niet zo eenduidig als hier wordt gedacht.

Verdiensten vallen overigens niet onder opbrengst maar onder omzet. Naar mijn weten wordt 'opbrengst' alleen in de volksmond gebruikt als synoniem voor omzet. In een vakgebied is daar een stricter onderscheid tussen. Zo zal een boer opbrengst en omzet zeker niet verwarren en dat kan voor een chipbakker net zo goed opgaan. Dus wederom: de context is belangrijk maar bijv "omzet per wafer" is in een zakelijke context nooit opbrengst.

Dit heeft overigens niks met zeuren over Engelse termen te maken. Ik vind het allemaal best. Alleen als er iets wordt beweerd over Nederlandse termen wat niet helemaal klopt dan mag daar zeker wat van gezegd worden.
Dank je. Het is een lastig publiek. De sector staat bol van het vakjargon, maar dit is gewoon populair taalgebruik. Yield in de oogst van aardappelen betekent namelijk ook de opbrengst van goede aardappelen min de slechte, die op de composthoop terechtkomen. Hetzelfde geldt voor wafers. Relatief of absoluut, harde cijfers of percentages. Dat kan allemaal.
Ja exact. Het is allemaal niet zo verrassend natuurlijk dat Engelse termen de lijst aanvoeren, zeker in de IT. Maar je ziet wel dat Nederlandse woorden daarbij een beetje in de verdrukking komen. Nu ben ik niet zo'n taalpurist die dat per se erg vindt, maar ik probeer wel wat weerstand te bieden als mensen niet helemaal terechte aannames doen over Nederlandse vertalingen die ze zelf blijkbaar niet meer zo gewend zijn.
"Yield" houdt in dat je opbrengst meldt waarbij de werkelijke opbrengst vergeleken met de theoretische opbrengst. Merriam/Webster vat het samen, zonder die nuance aan te brengen, omdat die nuance in het Engels vanzelfsprekend is, maar in het Nederlands dus niet.

"Yield" wordt inderdaad gebruikt in zowel de akkerbouw, de mijnbouw als de productie van bv. chips.
Een woordenboek vat niet samen maar definieert. Dat is iets anders. Je kunt ook Cambridge erop naslaan of nieuwere bronnen zoals Wordnik en dan zul je zien dat de definitie van het zelfstandig naamwoord helemaal niet zo eng is als mensen hier beweren.
Yield klinkt meer als scoreboard. Dat is waar het om draait. Opbrengst kan ook een bijkomend gegeven zijn.
Net met iemand die Engels is gesproken maar die kan geen verband leggen tussen yield en scoreboard. Wel dat yield ook een werkwoord kan zijn. Maar yield is vooral de uitkomst van een productie iets in goederen maar het kan ook aandelen zijn.
Het was ook Nederlands...
Bedankt. En de rest is gewoon marketing en goed klinkende taal.
Nou dan ook even procentpunt in gewoon begrijpelijk procent veranderen.
Procentpunt is correct. Van 10% opbrengst naar 15% is vijf procentpunten meer, maar vijftig procent meer. In dit geval dus verhoging van vermoedelijk 80% naar 84%.
Procentpunt en procent is toch heel wat anders. 80% is niet 4% hoger dan 76%, wel 4%.
Voormalige ASML'er:

- Chip productie is Engelstalig
- NL woord brengt alleen verwarring.
Het zegt niet zoveel:
Als het goed is, heeft TSMC geleerd van de "fouten" in Taiwan en in de VS een betere lijn neer gezet,
En doorgaans moet het ook samen bekeken worden met de productiviteit,
Ook onbekend is of TSMC in Taiwan simpelere, complexere of dezelfde producten maakt.
Het zegt wel iets natuurlijk. De fabriek in Arizona lijkt goed te werken.
Nou ja, definieer "goed"?

Doorgaans zijn er 4 dingen die een fabriek wil verbeteren (afgezien van veiligheid op 1), en doorgaans als je 1 wil verbeteren worden de anderen slechter:

1) Kwaliteit (yield),
2) Leversnelheid / takttijd,
3) Kosten / productiviteit,
4) Time to market.

Bijvoorbeeld Samsung kiest soms om de 1 t/m op te offeren voor nummer 4 (als eerste hebben ze GaAFET).
TSMC Arizona is op dit moment geen massa productie, het gaat om "engineering samples" (maar wel risk production, dus wel voor de klant). Van de "time to market" weten we al dat die slecht is.

Stel dat de takttijd twee keer zo laag ligt als in Taiwan, en het aantal door mensen gewerkte uren per wafer is 3x zo hoog, is het dan een goede fabriek? Of is dan de fabriek in Taiwan beter?

Als je yield slecht is, kan je er namelijk ook altijd voor kiezen om meer uren te werken per week, of als dat al maximaal is capa (machines) erbij kopen, of er gewoon extra personeel tegenaan gooien; om toch aan je klant te kunnen leveren. En soms is dat goedkoper en sneller dan het fixen van de yield. Maw, hoge of lage yield is vaak ook een keuze!

[Reactie gewijzigd door kidde op 25 oktober 2024 20:03]

Goed in de zin dat de fabriek goed lijkt te werken.

Vergelijken met de fabriek in Taiwan is niet zo relevant. De reden dat de VS zo zwaar investeren in chipproductie op eigen bodem is dat ze de kans op een oorlog tussen China en Taiwan de komende tien jaar als een zeer reëel risico zien.

Als die oorlog uitbreekt, dan valt de hele chip productie van Taiwan weg. De consequenties daarvan zijn enorm. Zeker voor landen die zich er niet op voorbereid hebben.
Yield is bij mijn weten een percentage, het tegenovergestelde van defectivity. Meer machines, langer werken, meer mensen, takt hebben hier heel weinig invloed op.
Precies dit. Misschien heeft TSMC Taiwan wel gezegd iets meer snelheid met een iets lagere Yield = meer $. Dat kan natuurlijk.

Op lage snelheid kan deze fabriek hoge Yields halen. Juist ASML machines staan er om bekend ongelofelijk snel te zijn (in vergelijking met andere) waardoor de productiecapaciteit enorm hoog is.
Voormalige ASML'er.

Yield is geen keuze.

Met ASML machine "de Yieldstar" (niet bekende tak van ASML)

Kun je je Yield verhogen.

Dit was ook belangrijke technologie, IP werd zelfs "gestolen" door een ander bedrijf.
Ik vraag me af tot in hoeverre Taiwan zijn eigen graf graaft hier
Nee, TSMC maakt de meest geavanceerde en kleine Chips in de wereld.

De laatste chips van Apple & NVDIA komen van TSMC.

Zelfs Intel shopt bij TSMC.
Ja en ze kunnen die dus gaan maken in de VS ipv Taiwan, waardoor Taiwan een stuk minder interessant is als geopolitieke locatie.
TSMC heeft al ASML EUV machines (in 2019) nu met een "Killswitch"
Je begrijpt niet helemaal waar ik op doel, dit betreft geopolitieke interesse/reliance van de US op Taiwan die nu nog best veel chips maakt voor de Amerikaanse markt die ze niet zelf kunnen maken.
Nu dat TSMC ook een locatie heeft in de US die schijnbaar werkt, veranderd dit het plaatje want nu is Taiwan minder relevant en zal Amerika er minder baat bij hebben Taiwan te verdedigen op het wereldtoneel.
Dat maakt niet uit, Taiwan wordt niet "erkend" door geen enkel land (Taiwan heeft bv. nergens ambassades), en een hogere VS Yield, beschermd Taiwan niet tegen een mogelijke invasie van China.

Daarnaast hebben Trump & Biden zich druk gemaakt over export van ASML EUV
machines naar China, vandaar de "killswitches" op ASML (Taiwan) EUV machines.
Ja daar zat ik ook direct aan te denken. Benieuwd hoe lang Taiwan geopolitiek gezien nog nodig is, waarna de technologische knowhow simpel wordt geconfisceerd.
Met als kleine kanttekening dat TSMC de reeds bewezen en ondertussen in grote aantallen geproduceerde FinFET transistors bakt terwijl Samsung al is overgestapt op de nieuwe GAA transistors (nog te adopteren door TSMC, Intel,...). Desalniettemin zijn de Taiwanezen zeer efficient bezig, ze kunnen normale yields leveren en de klanten willen er graag voor betalen.

Die efficientie is ver zoek bij de Amerikaanse regering, Intel heeft een groot contract binnen gesleept ter waarde van 3,5 miljard dollar voor defensie, terwijl een bvb TSMC toch echt veel meer capaciteit heeft en alvast kan leveren. Puur voor het label "Made in the US". Maar goed, het niet ons (EU) geld.
Het gaat niet om puur het label "Made in the US". Vanwege militaire/strategische overwegingen willen ze productie op Amerikaanse bodem. Als China Taiwan aanvalt, wil de US opties hebben.

Dan zul je zo'n fabriek ook moeten vullen met wat orders.
"Risc" production? Lol
4% hogere yield in de opstartfase. Er zullen vast n paar grafieken zijn geweest waar die 4% te vinden was.
Mooi verhaal voor de investeerders.
Zuurpuim uit.

Fijn dat die fabriek binnenkort up en running is. Wereldwijdd wat meer rust in de markt

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.