L’usine TSMC en Arizona lancera la production de masse de puces avancées en 2025
(spectrum.ieee.org)- Après des années de planification, de construction, de coordination géopolitique et de difficultés de recrutement, l’usine de Phoenix entre en production de masse en 4 nm, devenant un test majeur des capacités américaines de fabrication avancée de semi-conducteurs
- En octobre 2024, il a été annoncé que le rendement de l’usine d’Arizona était 4 % supérieur à celui des usines taïwanaises, et une deuxième usine vise un procédé en 2 nm ou 3 nm d’ici 2028
- Comme TSMC produit 90 % des puces avancées mondiales et que Apple, Nvidia, Google, Amazon et Qualcomm en dépendent, la production sur le sol américain répond aussi à la demande des clients de réduire les risques de la chaîne d’approvisionnement
- Ce mouvement ne s’explique pas uniquement par les financements du CHIPS Act ; la pénurie de puces du début du COVID et les déclarations fermes de la Chine sur Taïwan ont renforcé la nécessité de disposer de fabs hors de Taïwan
- L’usine d’Arizona doit surmonter des chocs culturels, les règles américaines en matière de permis et de construction, ainsi que le manque d’ingénieurs et de techniciens, tout en mettant à l’épreuve à la fois l’expansion internationale de TSMC et la relance de la fabrication de semi-conducteurs aux États-Unis
Production de masse en 2025 dans la fab de Phoenix
- TSMC prévoit de démarrer la production de masse en 2025 dans son site de fabrication avancée de puces à Phoenix
- Cette fab représente l’arrivée de la fabrication avancée de puces aux États-Unis et sert à tester si le CHIPS and Science Act de 2022 peut contribuer à stabiliser les chaînes d’approvisionnement en semi-conducteurs des États-Unis et de leurs alliés
- La fab d’Arizona est actuellement capable d’opérer sur un nœud 4 nm
- Ce procédé est utilisé pour fabriquer les GPU les plus avancés de Nvidia
- Fin octobre 2024, TSMC a annoncé que le rendement de l’usine d’Arizona était 4 % supérieur à celui de ses usines taïwanaises
- Les rendements initiaux sont interprétés comme un signal positif pour évaluer l’efficacité de cette fab
Feuille de route des procédés et expansion aux États-Unis
- La deuxième fab d’Arizona vise une mise en service en 2028 et prévoit de proposer des procédés en 2 nm ou 3 nm
- Les puces en 4 nm et 3 nm sont déjà entrées en production de masse dans d’autres fabs de TSMC depuis 2022
- Le nœud 2 nm doit entrer en production de masse cette année à Taïwan
- TSMC prévoit aussi d’ouvrir à l’avenir une troisième fab aux États-Unis utilisant des technologies encore plus avancées
CHIPS Act et exigences des clients sur la chaîne d’approvisionnement
- TSMC doit recevoir 6,6 milliards de dollars de financements du CHIPS Act pour construire sa première usine en Arizona
- Le retour de la fabrication de semi-conducteurs aux États-Unis ne s’explique pas uniquement par le soutien public
- TSMC produit 90 % des puces avancées mondiales
- Des entreprises américaines comme Apple, Nvidia, Google, Amazon et Qualcomm dépendent de TSMC
- La pénurie de puces provoquée par le choc économique du début du COVID et les déclarations fermes du président chinois Xi Jinping au sujet de Taïwan ont accru l’inquiétude des clients de TSMC et des responsables des politiques internationales
- TSMC a annoncé son intention d’investir en Arizona en 2020
- Dan Hutcheson, de TechInsights, estime que le CHIPS Act n’est pas à l’origine de ce mouvement et que les entreprises ont, dans l’ensemble, agi d’elles-mêmes
- De grands clients comme Apple demandaient depuis longtemps à TSMC de construire des fabs dans d’autres régions afin de minimiser les risques
Production hors de Taïwan et logique géopolitique
- Hutcheson estime qu’il est préférable, à la fois pour les clients et pour Taïwan, que TSMC dispose aussi de fabs hors de Taïwan
- Le bouclier de silicium de Taïwan désigne le fait que la domination de TSMC dans la fabrication de puces avancées a donné aux États-Unis et à d’autres pays une raison de soutenir Taïwan
- Des inquiétudes subsistent quant au fait que ce bouclier puisse devenir une cible
- Plus les États-Unis et leurs alliés dépendent de puces produites uniquement à Taïwan, plus la Chine pourrait infliger de lourds dommages à l’économie américaine en visant Taïwan
- Selon cette analyse, la diversification géographique de TSMC pourrait réduire le degré auquel Taïwan devient une cible
- TSMC a déjà ouvert une fab au Japon et en construit une autre en Allemagne
Main-d’œuvre et chocs culturels dans la fab d’Arizona
- Les réactions à la fab d’Arizona sont partagées à Taïwan
- Une enquête de Rest of World publiée en avril 2024 a relayé les frustrations des travailleurs américains comme taïwanais
- Les travailleurs américains formés pendant un an à Taïwan ont pointé des conditions de travail difficiles et une formation insuffisante
- Les travailleurs taïwanais se sont plaints que les Américains étaient arrogants et manquaient de l’éthique de travail requise dans une fab de semi-conducteurs
- Chang-Tai Hsieh, professeur d’économie à l’University of Chicago, explique que TSMC fonctionne comme une organisation de type militaire, avec des décisions descendantes et une culture où l’on ne remet pas en cause les instructions
- Jason Hsu, du Hudson Institute, estime que de nombreux ingénieurs américains ont une attitude de type Silicon Valley, « move fast and break things », mais que les procédés des semi-conducteurs peuvent être perturbés par un simple grain de poussière, ce qui rend l’adaptation difficile
- Hutcheson affirme que ces chocs culturels étaient prévisibles et que TSMC semble les avoir surmontés
- Le problème a peut-être été que l’entreprise s’était fixé des objectifs et des calendriers irréalistes
- TSMC a vu la construction d’une fab américaine comme un simple problème technique, alors que la capacité réelle dépend fortement de la culture et du droit
- Aux États-Unis, les règles de construction et les procédures de permis peuvent varier selon les villes, ce qui change le mode d’exploitation par rapport à Taïwan
- Les États-Unis font aussi face à une pénurie d’ingénieurs et de techniciens à mesure que davantage de fabs ouvrent
Projets de fabs américaines de Samsung et Intel
- TSMC n’est pas la seule entreprise à vouloir ouvrir une fab avancée aux États-Unis avec le soutien du CHIPS Act
- Samsung doit recevoir 6,4 milliards de dollars de financements potentiels pour ouvrir une fab à Taylor, au Texas
- Le démarrage de la production a été repoussé du second semestre 2024 à une échéance possible en 2026
- Hsieh estime que le principal problème de Samsung n’est pas le choc culturel
- Selon lui, Samsung n’a déjà pas assez de clients pour les puces qu’il fabrique en Corée, et il n’y aurait pas non plus de demande pour des puces potentiellement produites à des coûts plus élevés au Texas
- Intel a été l’un des principaux groupes de pression en faveur du CHIPS Act, et Pat Gelsinger pousse au redressement de l’activité de fonderie depuis son arrivée au poste de CEO en 2021
- La technologie d’Intel a pris du retard et, comme Samsung, l’entreprise peine à obtenir suffisamment de clients
- Intel prévoit d’ouvrir de nouveaux sites aux États-Unis
- Intel devrait recevoir 8,5 milliards de dollars de financements directs du CHIPS Act
- pour construire des fabs avancées en Arizona et dans l’Ohio
- pour convertir deux fabs du Nouveau-Mexique en installations de packaging
- et pour acheter des équipements de lithographie EUV de nouvelle génération pour son site de l’Oregon
Variables encore en suspens
- Au moment de la publication, on ne savait pas clairement comment l’administration Trump modifierait l’application du CHIPS Act
- En l’absence de grands changements, l’ouverture de la fab TSMC en Arizona mettra simultanément à l’épreuve deux éléments
- la capacité du CHIPS Act à stimuler la fabrication aux États-Unis
- et la capacité de l’expansion internationale de TSMC à fonctionner
- Hutcheson juge que ce qui se passe à Phoenix est tout à fait remarquable
1 commentaires
Avis sur Hacker News
Dans les procédés de fonderie, le terme ADVANCED signifie désormais officiellement « inférieur à 7 nm », avec même des critères précis dans la réglementation des exportations vers la Chine
C’est aussi le critère évoqué récemment dans une annonce d’ASML
L’élément important ici, c’est surtout la rapidité avec laquelle TSMC a construit et mis en service son usine sans bénéficier de l’avantage du terrain. J’ai du mal à croire qu’Intel aurait pu reproduire ce délai, même pour une fab Intel 7 nm
À Taïwan, quand la planification et les autorisations en amont sont bien préparées, TSMC a déjà réussi à construire et lancer une fab en moins de 18 mois, voire plus près de 12 mois si on veut être précis
Donc, sauf miracle ou intervention déloyale du gouvernement américain sur certains points, je pense que l’Intel actuel — avec cette équipe, cette direction, ce conseil d’administration et ces investisseurs — a pratiquement 0 chance de rattraper TSMC comme fondeur en capacité de production, prix et délais. Depuis le départ de Pat Gelsinger, j’ai complètement perdu foi et espoir
Quand le TSMC 2 nm montera vraiment en régime à la fin de cette année, l’usine américaine de TSMC commencera sans doute seulement à travailler sur du 3 nm si elle n’a pas encore démarré
Intel n’a pas la même incitation. L’idée, c’est de toucher l’argent bien sûr, puis d’espérer que la demande explose une fois les nouvelles fabs construites
Finir avant que la demande existe peut même être contre-productif, donc le degré d’urgence n’est pas le même
Mais de la même manière qu’Intel a perdu sa position de leader rapidement et brutalement, TSMC peut aussi se retrouver un jour dans une impasse en R&D et se faire dépasser par quelqu’un
Ce que je ne comprends vraiment pas, c’est que les dirigeants taïwanais ne voient pas l’objectif final des États-Unis autour du CHIPS Act et des sanctions contre la Chine
Le gouvernement américain cherche, par la tromperie, la pression et la malveillance, à s’emparer de TSMC, tout en empêchant l’entreprise de réaliser les revenus qu’elle pourrait obtenir en vendant des puces avancées à la Chine, faisant ainsi porter le coût à Taïwan
Même si TSMC se relocalise avec succès aux États-Unis, il ne faut pas s’y sentir en sécurité
Le monde anglo-saxon a une longue tradition de piraterie, et comme le montre le cas TikTok, les États-Unis prêchent le libre-échange et un ordre juridique stable aux autres tout en pratiquant eux-mêmes sans aucune gêne un mercantilisme brutal
C’est une bonne nouvelle, et ce sera probablement sans débat possible le semi-conducteur le plus avancé produit actuellement aux États-Unis
Intel fabrique du Xeon 6 en Intel 3 [2]
Donc, si on raisonne ainsi, on peut dire qu’Intel dispose peut-être aux États-Unis d’un procédé plus avancé que TSMC. TSMC, de son côté, ferait du 4 nm aux États-Unis l’an prochain
En revanche, le volume de production d’Intel ne doit probablement pas être très élevé
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/3_nm_process#cite_note-74
[2] https://www.intel.com/content/www/us/en/products/details/pro...
J’espère que ça marchera, mais si ça échoue, je pense que ce sera la fin d’Intel
« Des organisations environnementales et de santé publique, dont le Sierra Club, demandent au président Joe Biden d’opposer son veto à un projet de loi controversé qui permettrait à la plupart des entreprises de semi-conducteurs sollicitant des financements fédéraux du CHIPS Act de ne pas avoir à achever les examens environnementaux essentiels exigés par le National Environmental Policy Act, ou NEPA »
« Il n’y a absolument aucune justification à exempter l’industrie des semi-conducteurs de la NEPA, surtout si l’on considère qu’on s’attend à une forte hausse de l’utilisation des PFAS et d’autres produits chimiques toxiques dans ce secteur, ainsi que son historique de rejets de ces substances dangereuses dans l’air et l’eau autour de ses installations », a déclaré Tom Fox, conseiller législatif principal au Center for Environmental Health
https://www.sierraclub.org/press-releases/2024/10/environmen...
Cela montre qu’avec suffisamment de pression politique et militaire, ainsi qu’une capacité quasi illimitée à arroser d’argent, il est effectivement possible de déplacer la production vers les États-Unis
Tout accord entre les États-Unis et Taïwan aura toujours un arrière-plan militaire. Taïwan a d’ailleurs récemment reçu de nouveaux équipements militaires tout à fait corrects
Ce sont des choses qu’on ne verrait jamais en Ukraine
Mais le procédé 2 nm (N2{,P,X}) n’arrivera pas avant 2028 environ. Ce retard reste une forme de protectionnisme
Tant que les États-Unis n’auront pas au moins une entreprise américaine — idéalement plusieurs — disposant d’une capacité 2 nm sur l’ensemble de la chaîne, diffusion et packaging compris, il sera difficile de parler de véritable capacité stratégique nationale
IBM fait encore de la recherche sur le sujet, mais a cessé de l’exploiter commercialement
Si je me souviens bien, IBM a concédé sous licence sa recherche sur le procédé 2 nm à Rapidus au Japon
Je ne vois pas d’autre entreprise prête à prendre le risque de lancer un service de fonderie 2 nm aux États-Unis
Globalement, ça semble comparable, et le calendrier de l’an prochain paraît encore tenir
Mais cette usine ne semble pas pouvoir être autonome. S’il arrive quelque chose de grave à TSMC à Taïwan, elle ne pourra probablement pas passer à des procédés plus récents
Ici, destruction ne veut pas dire destruction physique à grande échelle. C’est plutôt une combinaison de retrait des clés et de quelques composants critiques
Le message, c’est : « vous pouvez prendre l’île, mais vous n’aurez pas l’activité »
Si j’ai bien compris, ils fabriquent les dies, puis doivent les exporter vers la Chine ou Taïwan pour en faire des puces finales
C’est une victoire pour Taïwan, État souverain, et une manière de protéger une industrie développée à partir de rien
Je spécule, mais si la Chine envahissait Taïwan, il pourrait être moins coûteux pour les États-Unis de bombarder les fabs taïwanaises pour éviter qu’elles ne tombent aux mains de la Chine pendant l’invasion
En plus, ils pourraient offrir un asile généreux aux chercheurs et ingénieurs taïwanais. Après cela, il se pourrait qu’ils se moquent du sort de Taïwan
Pour préserver le bouclier de silicium, ils ne placeront jamais hors de Taïwan des procédés plus avancés
Cette fab est-elle au même niveau que les fabs de TSMC à Taïwan ? Je ne suis pas assez les différents procédés pour le savoir
https://www.taipeitimes.com/News/biz/archives/2024/11/08/200...
L’article indique que l’Arizona se préparait à la production de masse en 4 nm ; c’est probablement le procédé dont il s’agit ici
Le 3 nm est déjà expédié depuis plus d’un an, et il est actuellement produit uniquement à Taïwan, comme ce sera encore le cas pendant les prochaines années