TSMC (TSM) im Blickpunkt: Die Goldschmiede des 21. Jahrhunderts

Der Halbleiterführer

Mit dem Einzug von Elektronik und Mikrochips in praktisch alle Produkte, von Waschmaschinen über Kameras bis hin zu Telefonen, wurden die Hersteller zu immer größeren und wichtigeren Unternehmen.

Die ersten marktbeherrschenden Akteure der aufstrebenden Technologiebranche waren in den USA ansässig, mit Unternehmen wie Intel (INTC -6.1%) und IBM (IBM -1.58%). Bald darauf verlagerte sich die Branche nach Asien, wobei Japan und später Taiwan von der Kombination aus hochwertigen Arbeitskräften und niedrigeren Kosten profitierten.

Diese Kostenverlagerung hat sich zu einem langfristigen Vorteil entwickelt. Die Erfahrung und die angesammelten FuE-Anstrengungen haben die asiatischen Chip-Gießereien zu Giganten gemacht, die heute den größten Teil des weltweiten Chip-Angebots produzieren.

Neben fast der gesamten Branche beherrscht ein Unternehmen den fortschrittlichsten Chip-Produktionsprozess: die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, kurz TSMC.

Eine Initiative unter staatlicher Leitung

TSMC was founded in 1987, at the initiative of the Taiwanese government to build the country’s chip industry from scratch. It was a spin-off from the government research institute ITRI (Forschungsinstitut für industrielle Technologie).

Dies geschah, nachdem Branchenführer wie Texas Instruments und Intel das Angebot abgelehnt hatten. Nur Philips war bereit, ein Joint Venture zu unterzeichnen und $58M & IPs im Austausch für 27,5% in TSMC zu investieren.

Heute besitzt die taiwanesische Regierung immer noch 6% von TSMC, und Philips würde 2008 alle seine TSMC-Anteile verkaufen.

Dr. Morris Chang was instrumental in founding the company. Born in China, and with 25 years of experience working at Texas Instruments, he would be remembered as known as the “father of semiconductors”.

Quelle: Die Kuriositäten-Chronik

Cutting Into Intel’s Business Model

At the time, there were plenty of “fabless” chip producers, companies designing the chips, but having no manufacturing facilities, having this job done instead by the likes of Intel (a fab, or foundry, is the industry term for a chip factory).

Dies lag zum großen Teil daran, dass für die Fertigung Geräte im Wert von $50M bis $100M benötigt wurden, um Siliziumscheiben zu gravieren und in Computerchips zu verwandeln.

Quelle: eTeknix

Die Herstellung von Chips ist ein sehr komplexer Prozess, der sich auf eine hochspezialisierte Lieferkette stützt, in der die Gießerei (Fab) für die möglichst effiziente Zusammenstellung der verschiedenen Fertigungsanlagen (Wafer, Lithografie, Heizung, Dotierung, Verpackung, Montage usw.) verantwortlich ist.

Quelle: EITC

Infolgedessen könnte Intel nicht nur hohe Preise verlangen, sondern sogar fabriklose Hersteller dazu zwingen, das Recht zur Entwicklung zu erhalten. Intel könnte später sein eigenes konkurrierendes Design auf den Markt bringen, das intern hergestellt wird.

TSMC would make its way into the industry by being the first pure “foundry”, offering manufacturing services without competing with its fabless clients.

Zu dieser Zeit war TSMC technologisch im Rückstand, aber dieses Angebot erwies sich als sehr erfolgreich. Zu den frühen Kunden gehörten Unternehmen wie Broadcom (AVGO -2.83%)und später auch Apple (AAPL +0.41%)Nvidia (NVDA -3.6%), AMD (AMD -3.19%), usw.

TSMC ging 1994 in Taiwan an die Börse und wurde 1997 an der NYSE notiert, im selben Jahr, in dem das Unternehmen eine Kapazität von 1 Million Siliziumwafern erreichte.

Der Aufstieg eines Tech-Giganten

Der Elefant im Raum

Another factor in TSMC’s success was its dedication to R&D. Determined to quickly fill the technological gap with industry leaders, the company invested a massive amount of money in new machinery and research.

The large ownership by the Taiwanese government was also important in the early days. The government was satisfied with the company’s progress in the industry and high-value jobs and did not care much about a quick return on its money.

Im Laufe der Zeit wurde TSMC die semiconductor foundry, with no less than 59.5% of the industry’s revenues, far ahead of its largest competitor, Samsung (16.1%).

Quelle: Eric Flaningam

Dieser Vorsprung wird im Laufe der Zeit immer größer, wobei TSMC ab 2019 einen sehr großen Teil des Branchenwachstums für sich verbuchen kann und der Umsatzanteil im Q2 2024 62% erreicht.

Quelle: SemiWiki

Führend in fortgeschrittenen Knotenpunkten

From its beginning as a more fair production partner, TSMC has progressively become the technology leader of the industry, especially in the “leading edge” chips.

Chips werden im Allgemeinen nach der Größe ihres Prozessors klassifiziert.

In general, all nodes above 16-28 nanometers (nm) are considered legacy semiconductors. They are still very important for the global economy, as they are the bulk of the world’s semiconductor consumption for appliances, cars, infrastructures, defense equipment, etc. These chips are, however, mostly a commodity with very low margins for the producers.

Quelle: Techovedas

Im Gegensatz dazu wird der größte Teil des Gewinns der Branche in den jüngsten Knotenpunkten erzielt, wo die Nachfrage oft größer ist, als die Foundries liefern können, was insbesondere für TSMC gilt.

Heute ist das Unternehmen führend beim fortschrittlichsten Knoten, 3nm, und der kommende 2nm-Knoten ist noch gefragter, voraussichtlich größer als 5nm und 3nm zusammen.

Mass production of TSMC’s 2nm node is expected to start in 2025. It will likely be a tight competition with Samsung, das auch mit der Vorbereitung von 2nm- und 1,4nm-Produktionslinien begonnen hat.

Quelle: TSMC

Ein Wendepunkt für TSMC war im Jahr 2010, als Apple das Unternehmen als Lieferant für die Chips seiner iPhones wählte, whose sales were exploding. For the past two decades, smartphones and advanced computers and data centers (or HPC—High-Performance Computing) have been the core applications for the most advanced chips, advancing the industry and paying for the associated massive R&D costs.

Quelle: TSMC

To this day, Apple is still TSMC’s largest consumer, followed by Nvidia.

Quelle: Moomoo

EUV

Das Besondere an den kleinsten und fortschrittlichsten Knoten ist, dass sie eine neue Technologie namens EUV (Extreme UltraViolet Lithography) verwenden, eine Weiterentwicklung der früheren DUV (Deep UltraViolet).

Derzeit ist EUV das Monopol des niederländischen Unternehmens ASML (ASML -3.09%)dem einzigen Hersteller von EUV-Lithographiemaschinen.

Zurück in 2019, TSMC’s 7nm node chips were made with the first EUV process, delivering high volume customer products to the market.

Der nächste Schritt, eine Lithographie-Maschine namens High NA (Numerical Aperture) EUV, wird jetzt an Halbleiter-Foundries ausgeliefert, an Intel im Dezember 2023 und an TSMC ein Jahr später, und Samsung wird sie voraussichtlich 2025 erhalten.

Es sei darauf hingewiesen, dass nicht nur die Produktion selbst, sondern auch die Entwicklungskosten für Chips mit immer kleineren Prozessoren fast exponentiell ansteigen, was darauf hindeutet, dass der Wettlauf zu kleineren Prozessoren irgendwann in der Zukunft vielleicht nicht mehr so viel bringt.

Quelle: Quatr

China, US-Fabriken und Handelskriege

Taiwan’s Awkward Diplomatic Status

Aufgrund der Bedeutung der fortschrittlichen Chipfertigung für KI, Verteidigung und die Technologiebranche im Allgemeinen ist dies eine strategisch sehr wichtige Branche.

At the same time, the Chinese government officially considers Taiwan as a “rebellious province of China”, and not an independent country. A situation that is currently the official position of most countries, including the US (“One China policy”), with, for example, a declaration by Joe Biden in 2024 that the “Die USA unterstützen die Unabhängigkeit Taiwans nicht".

Gleichzeitig wird die USA rüsten Taiwan auf um sich gegen eine mögliche chinesische Invasion zu verteidigen, und hat wiederholt angedeutet, dass sie wegen eines Angriffs auf die Insel gegen China in den Krieg ziehen würde.

TSMC als Ziel?

Dies bringt TSMC als Hersteller der wichtigsten Industrie der Insel in eine schwierige geopolitische Lage.

Einerseits ist sie technologisch führend in einem de facto (aber nicht de jure) unabhängigen Land, das unter dem Schutzschirm der USA steht.

On the other hand, it could become the prime target in any military action, with US lawmakers even suggesting the US itself should be ready to bomb TSMC’s factories to prevent China from acquiring them in case of an invasion.

Diese Idee wurde nachdrücklich unterstützt von Elbridge Colby, now Trump’s nominee for Under Secretary of Defense for Policy.

Quelle: Elbridge Colby

TSMC Amerikanische Fabriken

Under the geopolitical risk of an interruption of Taiwan’s supply, the US has been pressuring TSMC to open more factories in mainland America.

Dies führte zu plant seit 2020 die Eröffnung einer großen Gießerei in Arizonazu der im Jahr 2022 eine weitere Fabrik hinzukam, so dass sich die Gesamtinvestition auf $40B belief.

Quelle: TSMC

Der Umzug war nicht unproblematisch, da TSMC Schwierigkeiten hat, ausreichend ausgebildete lokale Arbeitskräfte zu finden und Berichte über Konflikte, die sich aus den Unterschieden in der Arbeitskultur zwischen taiwanesischen und amerikanischen Arbeitnehmern ergeben.

Dennoch soll die Produktion der ersten Fabrik im Jahr 2025 anlaufen, und Die Produktionsausbeute (die Effizienz der ordnungsgemäß gravierten Chips, eine wichtige Kennzahl der Branche) ist in Phoenix jetzt höher als in Taiwan..

Die zweite Fabrik wird 2028 die Produktion für das 3nm- und 2nm-Verfahren aufnehmen. Es wurde sogar eine dritte Fabrik angekündigt, die sich auf den 2-nm-Prozess und darüber hinaus konzentrieren und die Produktion bis zum Ende des Jahrzehnts aufnehmen soll.

Kollateralschäden des Handelskriegs

As the US tries to limit access to advanced technologies in China, especially for computing and AI, the country’s semiconductor industry has been subject to restrictions and sanctions.

Dies begann mit dem Verbot der Ausfuhr von EUV-Maschinen nach China und führte zu einer immer länger werdenden Liste verbotener Produkte, einschließlich aller fortschrittlichen Chips.

Wenn dies gelungen wäre, wäre das eine gute Nachricht für nicht-chinesische Chiphersteller.

However, this has led China to develop it domestic foundry capacity as aggressively as possible. At the heart of this effort are state-owned SMIC and Huawei.

SMIC behauptet, einen 5nm-Prozess ohne EUV entwickelt zu haben. China strebt auch die Entwicklung einer eigenen EUV-Lithografie an und will die gesamte internationale Halbleiterlieferkette durch einheimische Hersteller ersetzen.

Zu den möglichen Alternativen zu EUV und noch mehr zu High-NA EUV wurden die folgenden Lösungen vorgeschlagen:

• Bau eines massiven Zyklotrons (Teilchenbeschleuniger) als Ersatz für die Lithografiemaschinen des Typs ASML.
• Replicating ASML’s machineseine Aufgabe, die hauptsächlich von Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE) übernommen wird.
• Neuausrichtung auf Photonikein Bereich, in dem der Westen keinen nennenswerten Vorsprung hat und der die Zukunft der Informatik sein könnte.
  • Neuromorphe Chip-Designs werden ebenfalls in Betracht gezogen, insbesondere für KI-Anwendungen.

Langfristig könnte sich dies als die größte Bedrohung für TSMC erweisen, mehr als für seine traditionellen Konkurrenten. Der Grund dafür ist China verbraucht bereits mehr als 50% des weltweiten Chipangebots.

Dies könnte Unternehmen wie SMIC die Inlandsnachfrage verschaffen, um eine Größe zu erreichen, mit der sie mit TSMC konkurrieren könnten, während sie gleichzeitig von Steuervorteilen, Zugang zu Kapital und anderen Vorteilen profitieren, die die chinesische Regierung einem strategischen Sektor gewährt.

TSMC-Finanzdaten

Für ein Industrieunternehmen hatte TSMC im dritten Quartal 2024 eine bemerkenswert hohe Bruttomarge von 57,8%, 3% mehr als im Vorjahr. Daraus ergibt sich eine ebenso beeindruckende Nettogewinnmarge von 42,8%. Das Unternehmen hat nur sehr wenige Schulden, wobei die Gesamtverbindlichkeiten dem Kassenbestand entsprechen.

Der Aktienkurs hat sich seit seinem Tiefpunkt am Ende der Pandemie verdreifacht und in den letzten zehn Jahren verzehnfacht.

Das Unternehmen begann 2004 mit der Ausschüttung von Dividenden und hat seither die Dividende pro Aktie nie reduziert.

Schlussfolgerung

TSMC ist vielleicht der wichtigste Chip- und Halbleiterhersteller der Welt. Das Unternehmen kann auf eine lange Geschichte zurückblicken, in der es sich einen soliden Wettbewerbsvorteil verschafft hat, zunächst durch fairere Geschäfte und dann durch einen anhaltenden Vorsprung bei Qualität, Technologie und Erträgen, der es ihm ermöglicht, durchweg beeindruckende Margen zu erzielen, insbesondere für ein Fertigungsunternehmen.

Infolgedessen ist das Unternehmen zwar nicht konkurrenzlos, da Samsung und Intel ernsthafte Konkurrenten sind, aber der Marktanteil des unangefochtenen Marktführers liegt weit zurück. Es wird wahrscheinlich bestenfalls Jahre dauern, bis die chinesischen Foundries ebenfalls aufholen.

An investment in TSMC is not without risks; however, the largest is almost completely out of control of the company’s management. Would a Chinese invasion of Taiwan occur, it would certainly devastate the company’s ability to produce chips and even maybe destroy its factories or see them seized by what would then be a hostile foreign nation.

So, investors in the company will need to monitor not only whether TSMC’s advantages in technology and manufacturing excellence persist, including against SMIC and other Chinese firms, but also the global geopolitical situation.