TSMC (TSM) Spotlight: 21st Century Gold Foundry

Puolijohteiden johtaja

Kun elektroniikka ja mikrosirut pääsivät lähes kaikkiin tuotteisiin, pesukoneista kameroihin ja puhelimiin, niiden valmistajista tuli yhä suurempia ja tärkeitä yrityksiä.

Syntyvän teknologiateollisuuden ensimmäiset hallitsevat toimijat perustettiin Yhdysvaltoihin mm Intel (INTC ) ja IBM (IBM ). Pian tämän jälkeen teollisuus siirtyi Aasiaan, ja Japani ja sitten Taiwan hyötyivät korkealaatuisen työvoiman ja alhaisempien kustannusten yhdistelmästä.

Tämä kustannusten siirtyminen muuttui pitkän aikavälin eduksi. Kokemus ja kertynyt T&K-ponnistelu muuttivat Aasian hakevalimot jättiläisiksi, jotka nykyään tuottavat suurimman osan maailmanlaajuisesta haketarjonnasta.

Lähes koko toimialan lisäksi yksi yritys hallitsee kehittyneintä sirutuotantoprosessia: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company eli TSMC.

Valtion johtama aloite

TSMC perustettiin vuonna 1987 Taiwanin hallituksen aloitteesta maan siruteollisuuden rakentamiseksi tyhjästä. Se oli valtion tutkimuslaitoksen irrotus ITRI ​​(Industrial Technology Research Institute).

Tämä tapahtui sen jälkeen, kun alan johtajat, kuten Texas Instruments ja Intel, kieltäytyivät mahdollisuudesta, ja vain Philips oli valmis allekirjoittamaan yhteisyrityksen ja sijoittamaan 58 miljoonaa dollaria ja IP-osuuksia vastineeksi 27.5 %:sta TSMC:hen.

Nykyään Taiwanin hallitus omistaa edelleen 6 prosenttia TSMC:stä Philips myy kaikki TSMC:n osakkeet vuonna 2008.

Tohtori Morris Chang oli avainasemassa yrityksen perustamisessa. Hän syntyi Kiinassa ja hänellä on 25 vuoden kokemus Texas Instrumentsilla työskentelystä, joten hänet muistettaisiin "puolijohteiden isänä".

Lähde: Curiosity Chronicle

Intelin liiketoimintamalliin leikkaaminen

Tuolloin oli paljon "fables"-sirujen valmistajia, yrityksiä, jotka suunnittelivat siruja, mutta joilla ei ollut tuotantolaitoksia, vaan tämän työn tekivät Intelin kaltaiset (fab tai valimo on alan termi sirutehtaalle ).

Tämä johtui suurelta osin siitä, että valmistus tarvitsi 50–100 miljoonan dollarin arvoisia laitteita piikiekkojen kaivertamiseen ja niiden muuttamiseksi tietokonesiruiksi.

Lähde: eTeknix

Sirujen valmistusprosessi on erittäin monimutkainen, ja se perustuu erittäin erikoistuneeseen toimitusketjuun, jossa valimo (fab) on vastuussa erilaisten valmistuslaitteiden (kiekot, litografia, lämmitys, doping, pakkaus, kokoonpano jne.).

Lähde: EITC

Tämän seurauksena Intel ei voinut vain pyytää korkeita hintoja, vaan jopa pakottaa tarinoiden tuottajat hankkimaan suunnitteluoikeuden. Intel voisi myöhemmin tuoda oman kilpailevan suunnittelunsa, joka valmistetaan talossa.

TSMC pääsisi alalle olemalla ensimmäinen puhdas "valimo", joka tarjoaa valmistuspalveluita kilpailematta taruasiakkaidensa kanssa.

Tuolloin TSMC oli jäljessä tekniikassa, mutta tämä tarjous osoittautui erittäin onnistuneeksi. Varhaisia ​​asiakkaita olivat Broadcomin kaltaiset yritykset (AVGO ), ja myöhemmin Apple (AAPL ), Nvidia (NVDA ), AMD (AMD ), Jne

TSMC listautui Taiwanissa vuonna 1994 ja listautui NYSE:hen vuonna 1997. Samana vuonna se saavutti miljoonan piikiekon kapasiteetin.

Teknisen jättiläisen nousu

Elefantti huoneessa

Toinen TSMC:n menestykseen vaikuttanut tekijä oli sen omistautuminen tutkimukseen ja kehitykseen. Yritys oli päättänyt nopeasti kuroa umpeen teknologisen kuilun alan johtajiin nähden ja investoi valtavasti rahaa uusiin koneisiin ja tutkimukseen.

Taiwanin hallituksen suuri omistusosuus oli myös tärkeä alkuaikoina. Hallitus oli tyytyväinen yrityksen edistymiseen alalla ja arvokkaisiin työpaikkoihin eikä välittänyt rahojensa nopeasta tuotosta.

Ajan myötä TSMC:stä tuli Ishayoiden opettaman puolijohdevalimo, jonka osuus alan liikevaihdosta on peräti 59.5 %, ylittää selvästi suurimman kilpailijansa Samsungin (16.1 %).

Lähde: Eric Flaningam

Tämä etumatka vahvistuu ajan myötä, kun TSMC on vallannut erittäin suuren osan teollisuuden kasvusta vuodesta 2019 lähtien ja vuoden 2 toisen neljänneksen liikevaihdon osuus nousi 2024 prosenttiin.

Lähde: SemiWiki

Johtava edistyneissä solmuissa

TSMC:stä on alusta asti oikeudenmukaisempana tuotantokumppanina noussut asteittain alan teknologiajohtaja, erityisesti "johtavassa" siruissa.

Sirut luokitellaan yleensä prosessorin koon mukaan.

Yleisesti ottaen kaikkia yli 16–28 nanometrin (nm) kokoisia solmuja pidetään perinteisinä puolijohteina. Ne ovat edelleen erittäin tärkeitä maailmantaloudelle, koska ne muodostavat suurimman osan maailman puolijohteiden kulutuksesta kodinkoneissa, autoissa, infrastruktuurissa, puolustusvälineissä jne. Nämä sirut ovat kuitenkin enimmäkseen hyödyke, jonka tuottajien katteet ovat hyvin pienet.

Lähde: Techovedas

Sitä vastoin uusimmat solmut ovat siellä, missä suurin osa alan voitosta syntyy, ja kysyntä on usein enemmän kuin valimot pystyvät tarjoamaan, ja tämä pätee erityisesti TSMC:hen.

Nykyään yritys on johtavassa asemassa edistyneimmässä solmussa, 3 nm, ja tulevalla 2 nm:llä on entistä enemmän kysyntää, odotetaan olevan suurempi kuin 5nm ja 3nm yhteensä.

TSMC:n 2 nm:n solmun massatuotannon odotetaan alkavan vuonna 2025. Kilpailu Samsungin kanssa tulee todennäköisesti olemaan tiukkaa. joka on myös alkanut valmistella 2nm ja 1.4nm tuotantolinjoja.

Lähde: TSMC

TSMC:n käännekohta oli vuonna 2010, kun Apple valitsi sen iPhone-puhelimiensa sirujen toimittajaksi, jonka myynti kasvoi räjähdysmäisesti. Viimeisten kahden vuosikymmenen ajan älypuhelimet ja kehittyneet tietokoneet ja datakeskukset (tai HPC – High-Performance Computing) ovat olleet edistyneimpien sirujen ydinsovelluksia, jotka ovat edistäneet alaa ja maksaneet siihen liittyvät massiiviset T&K-kustannukset.

Lähde: TSMC

Apple on edelleen TSMC:n suurin kuluttaja, ja Nvidia tulee perässä.

Lähde: Moomoo

Minä V

Pienimmistä ja edistyneimmistä solmuista ainutlaatuisia tekee se, että niissä käytetään uutta tekniikkaa nimeltä EUV (Extreme UltraViolet Lithography), päivitys aiemmasta DUV:sta (Deep UltraViolet).

Tällä hetkellä EUV on hollantilaisen ASML-yhtiön monopoli (ASML ), ainoa EUV-litografiakoneiden valmistaja.

Takaisin 2019iinTSMC:n 7 nm:n solmupiirit valmistettiin ensimmäisellä EUV-prosessilla, mikä toimittaa suuria asiakastuotteita markkinoille.

Seuraava askel, litografiakone nimeltä High NA (Numerical Aperture) EUV, toimitetaan nyt puolijohdevalimoille, Intelille joulukuussa 2023 ja TSMC:lle vuotta myöhemmin, ja Samsungin odotetaan saavan sen vuoteen 2025 mennessä.

On huomattava, että itse tuotannon lisäksi yhä pienempiä prosessoreita käyttävien sirujen suunnittelukustannukset kasvavat lähes eksponentiaalisesti, mikä viittaa siihen, että ehkä jossain vaiheessa tulevaisuudessa kilpailu pienempien prosessorien kanssa tuo pienenevää tuottoa.

Lähde: Quatr

Kiina, Yhdysvaltain tehtaat ja kauppasodat

Taiwanin hankala diplomaattinen asema

Koska kehittynyt siruvalmistus on tärkeä tekoälylle, puolustukselle ja teknologiateollisuudelle yleensä, tämä on strategisesti erittäin tärkeä ala.

Samaan aikaan Kiinan hallitus pitää Taiwania virallisesti "Kiinan kapinallisena maakuntana", ei itsenäisenä maana. Tilanne, joka on tällä hetkellä useimpien maiden, mukaan lukien Yhdysvaltojen, virallinen kanta ("Yhden Kiinan politiikka"), esimerkiksi Joe Bidenin julistuksella vuonna 2024, että "Yhdysvallat ei tue Taiwanin itsenäisyyttä".

Samaan aikaan, USA aseistaa Taiwania puolustaakseen mahdollista Kiinan hyökkäystä vastaan ​​ja on toistuvasti vihjannut menevänsä sotaan Kiinan kanssa saarelle tehdystä hyökkäyksestä.

TSMC kohteena?

Tämä asettaa TSMC:n saaren tärkeimmän teollisuuden tuottajana vaikeaan geopoliittiseen paikkaan.

Toisaalta se on teknologinen johtaja tosiasiassa (mutta ei oikeudellisesti) itsenäisessä maassa USA:n suojeluksessa.

Toisaalta siitä voisi tulla minkä tahansa sotilaallisen toiminnan ensisijainen kohde, ja Yhdysvaltain lainsäätäjät jopa ehdottavat, että Yhdysvaltojen itsensä tulisi olla valmis pommittamaan TSMC:n tehtaita estääkseen Kiinaa hankkimasta niitä haltuunsa hyökkäyksen sattuessa.

Tätä ajatusta tukivat vahvasti Elbridge Colby, nyt Trumpin ehdokas politiikan apulaispuolustusministeriksi.

Lähde: Elbridge Colby

TSMC American Factories

Taiwanin toimitusten keskeytymisen geopoliittisen riskin vuoksi Yhdysvallat on painostanut TSMC:tä avaamaan lisää tehtaita Manner-Amerikassa.

Tämä johti aikoo vuodesta 2020 lähtien avata suuren valimon Arizonaan, johon lisättiin toinen fab vuonna 2022, mikä nosti kokonaisinvestoinnin 40 miljardiin dollariin.

Lähde: TSMC

Muutto ei ole sujunut ongelmitta, sillä TSMC kamppailee löytääkseen riittävästi koulutettuja paikallisia työntekijöitä ja raportit taiwanilaisten ja amerikkalaisten työntekijöiden välisistä työkulttuurieroista johtuvista konflikteista.

Siitä huolimatta ensimmäisen tuotannon pitäisi alkaa vuonna 2025 ensimmäiselle fabille ja tuotannon tuotto (oikein kaiverrettujen lastujen tehokkuus, keskeinen teollisuuden mittari) on nyt korkeampi Phoenixissa kuin Taiwanissa.

Toisen tehtaan tuotanto alkaa vuonna 2028 3nm:n ja 2nm:n prosessissa. Kolmannesta tehtaasta julkistettiin jopa, joka keskittyy 2 nm:n prosessiin ja pidemmälle, ja jonka tuotanto alkaa vuosikymmenen loppuun mennessä.

Kaupan sodan vakuusvahingot

Yhdysvaltojen yrittäessä rajoittaa edistyneen teknologian, erityisesti laskennan ja tekoälyn, saatavuutta Kiinassa, maan puolijohdeteollisuuteen on kohdistettu rajoituksia ja pakotteita.

Tämä alkoi EUV-koneiden viennin kieltämisestä Kiinaan jatkuvasti laajenevaan kiellettyjen tuotteiden luetteloon, mukaan lukien kaikki kehittyneet sirut.

Jos tämä olisi onnistunut, se olisi ollut hyvä uutinen muille kuin kiinalaisille siruvalmistajille.

Tämä on kuitenkin saanut Kiinan kehittämään kotimaista valimokapasiteettiaan mahdollisimman aggressiivisesti. Tämän pyrkimyksen ytimessä ovat valtion omistamat SMIC ja Huawei.

SMIC väittää kehittäneensä 5 nm:n prosessin ilman EUV:tä. Kiina pohtii myös oman EUV-litografian kehittämistä sekä koko kansainvälisen puolijohteiden toimitusketjun korvaamista kotimaisilla valmistajilla.

Mahdollisista vaihtoehdoista EUV:lle ja vielä enemmän High-NA EUV:lle on ehdotettu seuraavia ratkaisuja:

• Massiivisen syklotronin rakentaminen (hiukkaskiihdytin) korvaamaan ASML-tyyppiset litografiakoneet.
• ASML:n koneiden replikointi, jonka tehtävä on enimmäkseen Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE).
• Keskittyminen fotoniikkaan, ala, jolla lännellä ei ole merkittävää etua ja joka voisi olla tietojenkäsittelyn tulevaisuus.
  • Neuromorfiset sirumallit harkitaan myös erityisesti tekoälysovellusten osalta.

Pitkällä aikavälillä tämä voi osoittautua suurimmaksi uhkaksi TSMC:lle, enemmän kuin sen perinteiset kilpailijat. Tämä johtuu siitä Kiina kuluttaa jo yli 50 % maailman sirutarjonnasta.

Siten se voisi tarjota SMIC:n kaltaisille yrityksille kotimaisen kysynnän kasvaa kokoon, jossa se voisi kilpailla TSMC:n kanssa, samalla kun se hyötyisi veroetuista, pääoman saatavuudesta ja muista Kiinan hallituksen strategiselle sektorille tarjoamista eduista.

TSMC Financials

Teollisuusyrityksen kannalta TSMC:n bruttokate oli vuoden 57.8 kolmannella neljänneksellä huomattavan korkea, 3 %, mikä on 2024 % enemmän kuin edellisenä vuonna. Tämä muuttuu yhtä vaikuttavaksi 3 %:n nettovoitoksi. Yrityksellä on hyvin vähän velkaa, ja velkojen kokonaismäärä on sama kuin kassalla.

Osakekurssi on kolminkertaistunut pandemian lopun alimmansa jälkeen ja kymmenkertaistunut viimeisen kymmenen vuoden aikana.

Yhtiö aloitti myös osinkojen jakamisen vuonna 2004 eikä ole sen jälkeen koskaan laskenut osakekohtaista osinkoa.

Yhteenveto

TSMC on ehkä maailman tärkein siru- ja puolijohdevalmistaja. Yrityksellä on pitkä historia vankan kilpailuedun rakentamisessa ensin oikeudenmukaisemmilla sopimuksilla ja sitten jatkuvalla johtoasemalla laadussa, tekniikassa ja tuotoissa, mikä mahdollistaa jatkuvasti vaikuttavien katteiden luomisen erityisesti valmistusliiketoiminnassa.

Tämän seurauksena, vaikka se ei ole ilman kilpailua, Samsungin ja Intelin vakavien kilpailijoiden kanssa se on selvästi jäljessä markkinaosuudessa kiistattomasta johtajasta. Kestää parhaimmillaan vuosia, ennen kuin myös kiinalaiset valimot saavat kiinni.

TSMC:hen sijoittaminen ei ole riskitöntä, mutta suurin sijoitus on lähes kokonaan yhtiön johdon kontrollin ulkopuolella. Jos Kiina hyökkäisi Taiwaniin, se varmasti tuhoaisi yhtiön kyvyn tuottaa siruja ja jopa tuhoaisi sen tehtaat tai näkisi niiden kaappaamisen vihamielisen ulkovaltion toimesta.

Sijoittajien on siis seurattava paitsi sitä, säilyvätkö TSMC:n teknologia- ja valmistusosaamisen edut, myös SMIC:hen ja muihin kiinalaisiin yrityksiin verrattuna, myös globaalia geopoliittista tilannetta.