TSMC

TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company; kiin.: 台灣積體電路製造股份有限公司; pinyin: Táiwān jītǐ diànlù zhìzào gǔfèn yǒuxiàn gōngsī, lyh. kiin.: 台積電; pinyin: Táijīdiàn) on taiwanilainen puolijohdevalmistaja. Yhtiö on perustettu vuonna 1987 ja sen päämaja sijaitsee Hsinchussa. Yhtiö on puolijohteiden "valimo" (engl. foundry), joka valmistaa asiakkaiden tai kolmansien osapuolien suunnittelemia mikropiirejä. Se valmistaa yli puolet maailman tilaustyönä tehtävistä mikropiireistä. Yhtiöllä on valmistusmenetelmiä kuten haihtumattoman muistin, DRAM-muistien, radiosignaalin, korkean jännitteen, CMOS-kennojen prosessit ja useita muita. Sen asiakkaisiin kuuluvat Altera, AMD, Apple, Broadcom, Marvell Technology, Nvidia, Qualcomm ja useita muita. Kehittyneimpien prosessorien valmistuksesta TSMC:llä on joidenkin arvioiden mukaan 90% markkinaosuus. TSMC valmistaa esimerkiksi kaikki Applen suunnittelemat mikropiirit, mukaanluettuna M1:n. TSMC:n perustamisen mahdollisti Taiwanin 1970-luvulla tekemä strateginen linjaus, jonka mukaan maa keskittyisi mikropiiriteollisuuteen, vaikka vielä tuolloin siihen ei ollut osaamista. Valtion tuella Taiwanin saarelle syntyi lukuisia alan yrityksiä. 1980-luvulla Taiwanissa keskityttiin CMOS-tekniikkaan, josta tuli sittemmin alallaan vallitseva. 1990-luvulla maailman elektroniikkatuotantoa siirrettiin Aasiaan. TSMC:n perusti Morris Chang, joka tunnetaan pitkäjänteisestä strategiastaan. Yhtiö kasvoi suureksi ja nousi lopulta maailman kymmenen suurimman joukkoon Applen siirrettyä sille osiensa valmistusta 2010-luvulla. Yhtiön kasvun taustalla on muiden valmistajien tuotannon ulkoistaminen tuotantokustannuksien kasvaessa ja samalla TSMC:n kilpailijat ovat vähentyneet. Muut valmistajat ovat keskittyneet enemmän suunnitteluun. Yhtiön tehokkuuden ja kannattavuuden sanotaan johtuvan valmistuksen keskittymisestä: valmistuslaitokset ovat riittävän lähellä toisiaan Taiwanissa, jotta insinöörit voivat tukea yhtiön toisia laitoksia tarvittaessa. Yhtiön suurin markkinaosuus on kehittyneimmissä prosesseissa. TSMC:n toimitusjohtaja C.C. Wei kertoi yhtiön asiakkaille vuonna 2021 yhtiön aikovan käyttää 100 miljardia dollaria seuraavan kolmen vuoden aikana vastauksena kasvaneeseen kysyntään. Vastaavasti yhtiö pysäyttää hintojen laskun, joka on harvinaista TSMC:lle. Yhtiöllä on jo rakenteilla 12 miljardin dollarin laitos Arizonaan Yhdysvaltoihin, laajennuksia useissa kaupungeissa Taiwanissa ja se operoi kahta tehdasta Kiinassa Nanjingissa ja lähellä Shanghaita. Arizonaan rakennettavan laitoksen käyttöönotto lykkääntyy vuoteen 2025 johtuen työntekijöiden puutteesta Yhdysvalloissa. ASML:n toimitusjohtajan Peter Wenninkin mukaan osaavien työntekijöiden puute on tavallinen syy takaiskuille puolijohdeteollisuudessa. Wenninkin mukaan tarvittavia taitoja on hiottu vain muutamassa paikassa planeetalla parin vuosikymmenen ajan. Elokuussa 2021 TSMC:n markkina-arvo oli 564,4 miljardia dollaria. Marraskuussa 2022 kerrottiin, että TSMC etsii neonkaasun toimittajia litografiaprosessiin, koska kaksi ukrainalaista yritystä oli joutunut lopettamaan tuotannon Venäjän hyökättyä Ukrainaan. Ukrainalaiset yritykset tuottavat noin puolet maailmassa tarjottavasta puolijohdeteollisuuden tarpeisiin sopivasta laadusta. Kolmen nanometrin valmistustekniikka (N3) on otettu käyttöön vuonna 2023 ja sen kehitysversio on N3E. Tulevia versioita ovat N3P, N3X ja N3AE, joista N3P on N3E:n kehitystä transistoritiheyden parantamiseen, N3X on suunnattu suurteholaskentaan ja palvelimiin, ja N3AE on suunnattu autoteollisuuteen, joka tulee vuonna 2025. Yhtiön suunnitelmassa on siirtyä FinFET-transistoreista GAAFET-transistoreihin kahden nanometrin valmistustekniikassa. GAAFET-transistorit mahdollistavat FinFETiä paremman suorituskyvyn alhaisemmalla virrankäytöllä, mutta niiden suunnittelu ja valmistus on kalliimpaa. TSMC rakentaa uusia tuotantolaitoksia kahden nanometrin (N2) valmistusta varten. Yhtiö suunnittelee N2-prosessilla valmistuksen alkamista vuonna 2025. GAAFET-tekniikkaa käyttävä N2-valmistus alkaisi loppuvuodesta 2025. Aiemmin kerrottiin N2P-tekniikalla valmistamisen alkavan vuonna 2026. Aikataulupäivityksen myötä loppuvuodesta 2026 on tulossa 1,6 nanometrin GAAFET-tekniikkaa käyttävä A16-valmistusprosessi. A16 on kutsuttu "Ångström-luokan" prosessiksi ja käyttää BSPDN (backside power delivery network)-tekniikkaa. BSPDN-tekniikassa virtalinjat sijoitetaan piikiekon toiselle puolelle (vastakkaiselle logiikkapiirin puolesta), jolloin häiriöt vähenevät, tehokkuus ja suorituskyky paranevat edelleen pienenevän piirin pinta-alan myötä. Myös Intel ja Samsung pyrkivät ottamaan tekniikan käyttöön. Huhtikuussa 2026 yhtiö kertoi pyrkivänsä ottamaan käyttöön A14-valmistusprosessin vuonna 2028, jota seuraavat A13 ja A12 vuonna 2029. Aiemmin ilmoitettu A16-valmistusprosessi tulisi käyttöön vuonna 2027. N2-tekniikka jatkuu N2U-tekniikalla. Helmikuussa 2024 TSMC kertoi aikomuksesta rakentaa toinen tuotantolaitos Japaniin. Laitosta pyörittää Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM), joka on TSMC:n tytäryhtiö. Laitos valmistaa kuuden ja seitsemän nanometrin tekniikalla. JASM:n ensimmäinen laitos on käyttöönottovaiheessa. Lähteet Aiheesta muualla Kuvia tai muita tiedostoja aiheesta TSMC Wikimedia Commonsissa