Tramite il Wall Street Journal, siamo venuti a conoscenza del fatto che la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company –il più grande produttore di chip al mondo– costruirà una fabbrica di chip da 5nm TSMC, al costo di 12 miliardi di dollari, in Arizona, in quella che la società sta definendo una “forte partnership” con il governo degli Stati Uniti, oltre al fatto che, vista la spesa, lo renderà il fab più costoso mai realizzato nel Paese.
Il nuovo impianto, annunciato oggi e che sarà funzionante nel 2024, impiegherà 1.600 persone e produrrà chip da 5 nm TSMC, i chip più piccoli, più veloci ed efficienti in termini di potenza disponibili. TSMC afferma che il nuovo stabilimento sarà in grado di produrre fino a 20.000 wafer di chip al mese, ognuno dei quali può contenere migliaia di singoli chip.
“Questo progetto è di fondamentale importanza strategica per un ecosistema di semiconduttori americano vibrante e competitivo che consente alle principali aziende statunitensi di fabbricare i loro prodotti di semiconduttori all’avanguardia negli Stati Uniti e di beneficiare della vicinanza di una fonderia di semiconduttori di classe mondiale e di un ecosistema”
Questa è stata una delle dichiarazioni dell’azienda e, considerando che TSMC opera su una dozzina di fab in tutto il mondo, è responsabile di una quota significativa della produzione globale di chip logici, in particolare con processi all’avanguardia, come nel caso dei chip da 5nm TSMC.
Chip da 5nm TSMC: piccola premessa sull’azienda e sul progetto
La società è diventata, forse, il più grande vincitore nel corso della graduale acquisizione di fab negli ultimi due decenni, in quanto produttore dopo produttore si è ritirato, consolidando gli ordini tra i fab rimanenti e, con GlobalFoundries che esce dalla corsa per i nodi produttivi all’avanguardia, TSMC è una delle sole tre società a livello globale che sta sviluppando nodi di processo all’avanguardia.
Il nuovo piano arriva mentre l’amministrazione Trump spinge per una maggiore produzione interna di chip, nel timore che gli Stati Uniti dipendano eccessivamente dall’Asia per la microelettronica e, pensandoci, essendo TSMC il principale fornitore di Apple –chip da 5nm TSMC verranno montati sui nuovi iPhone 12–, la cosa fa pensare.
I funzionari statunitensi temono inoltre che le linee di approvvigionamento del paese siano fragili a causa delle controversie commerciali e diplomatiche con la Cina così, all’inizio di questa settimana, è stato riferito che Washington era in trattative con TSMC, Intel e Samsung per sviluppare nuove fabbriche di chip sul suolo americano.
TSMC è stato preso di mira in particolare perché controlla metà del mercato mondiale per i chip su ordinazione e, assicurandosi la nuova fabbrica, Washington spera di salvaguardare le forniture ed avere abbastanza chip da 5nm TSMC. Questo successo tuttavia è diventato sia un vantaggio che una responsabilità per l’azienda Taiwanese in quanto, nonostante abbia visto una crescita massiccia delle entrate e dei profitti dato che, insieme a Samsung, è una delle ultime fab in piedi, TSMC serve clienti sia a livello locale che globale, in particolare gli Stati Uniti e la Cina, i due dei quali non stanno godendo il meglio delle relazioni in questo momento.
Questo lascia TSMC intrappolato nel mezzo –sia in senso figurato che letterale– poiché la Cina ha bisogno dei chip da 5nm TSMC e gli Stati Uniti ora fanno sempre più affidamento su TSMC, soprattutto dopo il ritiro di GlobalFoundries.
Da parte di TSMC comunque, accettare di costruire la fabbrica potrebbe aiutare i suoi sforzi per annullare un progetto di regolamento da parte dell’amministrazione Trump che richiederebbe una licenza di esportazione speciale per spedire chip progettati dagli Stati Uniti alle società di telecomunicazioni cinesi.
Le regole proposte tuttavia darebbero al Dipartimento del Commercio degli Stati Uniti la possibilità di impedire a TSMC di vendere i suoi chip a Huawei, uno dei suoi maggiori clienti al che, la società, ha affermato che, se attuata, la norma ridurrebbe significativamente i suoi ricavi.
Alla fine dei conti, la Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ha comunque deciso che farà qualcosa che non ha mai fatto prima, costruendo una favola quasi all’avanguardia negli Stati Uniti, al di fuori della sua base di origine in Taiwan. La nuova struttura, che sarà costruita in Arizona, realizzerà chip da 5nm TSMC, che è attualmente il processo di produzione più avanzato a loro disposizione e, sebbene questo non sarà più il caso quando sarà finita nel 2024 quando probabilmente saranno disponibili processi a 3 nm, oggi la renderebbe la struttura tra le fab più avanzate al mondo.
Chip da 5nm TSMC: cos’altro bolle in pentola?
La struttura dell’Arizona si unirà all’altra fab statunitense di TSMC, che si trova a Camas, Washington.
Come le altre fab non-taiwanesi di TSMC, si basa su tecnologie più vecchie, con la Camas fab che si concentra in particolare sulla costruzione di prodotti flash utilizzando nodi di processo relativamente grandi (da 350 nm a 160 nm). Di conseguenza, la fab in Arizona rappresenta un cambiamento significativo per TSMC; non è la prima azienda americana per l’azienda, ma è la prima volta che TSMC costruisce una società così avanzata in un’altra nazione.
Tutto sommato, la fab in Arizona è destinata a essere una struttura di medie dimensioni, un “megafab” nel linguaggio dell’azienda, nonostante l’uso di un nodo manifatturiero avanzato, ovvero i chip da 5nm TSMC.
La produzione di 20.000 wafer al mese del fab infatti è ben al di sotto dei più grandi “gigafab” di TSMC in Taiwan, che possono spostare più di 100.000 wafer al mese. Di conseguenza, mentre il fab realizzerà chip da 5nm TSMC, non diventerà una parte enorme di quella capacità.
Secondo l’azienda, l’impulso principale per la costruzione del fab di chip da 5nm TSMC, e soprattutto la volontà di costruirlo negli Stati Uniti anziché a Taiwan, è specificamente quella di avere una capacità produttiva di alto livello negli Stati Uniti. Con GlobalFoundries che si sta ritirando dalla corsa per i nodi all’avanguardia, il governo degli Stati Uniti e altri sensibili progettisti di chip fabless hanno appunto bisogno di un’altra struttura all’avanguardia negli Stati Uniti per costruire i propri chip.
Data la loro posizione, i fabbri taiwanesi di TSMC sono visti come un rischio per la sicurezza e gli Stati Uniti preferirebbero essere autosufficienti piuttosto che fare affidamento su un partner straniero, una preoccupazione che è stata amplificata dall’attuale pandemia di coronavirus e dai problemi della catena di approvvigionamento che ha creato.
Il risultato finale è che, sebbene il fab di chip da 5nm TSMC non sia esplicitamente riservato ai chip militari e ad altri chip sensibili, è difficile immaginare uno scenario in cui i grandi produttori di chip per materie prime come AMD e Qualcomm non continuino ad utilizzare i fabs più grandi ed efficienti dell’azienda a Taiwan.
In altre parole, mentre il processore Zen su cui stai giocando World of Tanks non è probabile che provenga dall’Arizona, il chip da 5nm TSMC che entra in un vero carroarmato, potrebbe. Detto ciò, incredibilmente, la fab pianificata in Arizona trova molto interesse e supporto sia dall’Arizona che dal governo degli Stati Uniti, sia per ragioni strategiche che commerciali.
È interessante notare che, mentre il desiderio di avere più fb domestici negli Stati Uniti è stato ben noto, i due principali fab domestici degli Stati Uniti si trovano a guardare dall’esterno questo accordo.
Intel ha tentato a lungo di attirare i clienti nella propria attività di produzione a contratto, compresa la presentazione di proposte al governo degli Stati Uniti, con poca fortuna. Nel frattempo, GlobalFoundries è attualmente la preferita del governo degli Stati Uniti per l’hardware militare –ereditando quelle fab e le attività risultanti da IBM– ma che affronta la prospettiva di perdere lentamente attività mentre i clienti del governo passano a ai chip da 5nm TSMC.
Detto ciò, per alcuni aspetti, è un po’ sorprendente vedere outsider come TSMC raggiungere un simile accordo, anche se ci sono anche notevoli preoccupazioni politiche.
