TSMC (TSM) Destaque: A Fundição de Ouro do Século XXI

O líder dos semicondutores

À medida que os eletrônicos e os microchips foram incorporados a praticamente todos os produtos, de máquinas de lavar a câmeras e telefones, seus fabricantes se tornaram empresas cada vez maiores e importantes.

Os primeiros atores dominantes da indústria tecnológica emergente foram estabelecidos nos EUA, com empresas como Intel (INTC ) e IBM (IBM ). Logo depois, a indústria mudou para a Ásia, com o Japão e depois Taiwan se beneficiando da combinação de mão de obra de alta qualidade e custos mais baixos.

Essa mudança nos custos se transformou em uma vantagem de longo prazo. A experiência e o esforço acumulado de P&D transformaram as fundições de chips asiáticas em gigantes, que hoje produzem a maior parte do suprimento global de chips.

Além de quase todo o setor, uma empresa domina o processo de produção de chips mais avançado: a Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, ou TSMC.

Uma iniciativa liderada pelo Estado

A TSMC foi fundada em 1987, por iniciativa do governo taiwanês para construir a indústria de chips do país do zero. Foi um spin-off do instituto de pesquisa do governo ITRI ​​(Instituto de Pesquisa em Tecnologia Industrial).

Isso aconteceu depois que líderes do setor como Texas Instruments e Intel recusaram a oportunidade, com apenas a Philips disposta a assinar uma joint venture e investir US$ 58 milhões e propriedades intelectuais em troca de 27.5% na TSMC.

Hoje, o governo taiwanês ainda detém 6% da TSMC e A Philips venderia todas as suas ações da TSMC em 2008.

Dr. Morris Chang foi fundamental na fundação da empresa. Nascido na China, e com 25 anos de experiência trabalhando na Texas Instruments, ele seria lembrado como conhecido como o “pai dos semicondutores”.

Fonte: A Crônica da Curiosidade

Cortando o modelo de negócios da Intel

Na época, havia muitos produtores de chips “sem fábrica”, empresas que projetavam os chips, mas não tinham instalações de fabricação, deixando esse trabalho para empresas como a Intel (uma fábrica, ou fundição, é o termo da indústria para uma fábrica de chips).

Isso ocorreu em grande parte porque a indústria precisava de equipamentos avaliados em US$ 50 milhões a US$ 100 milhões para gravar pastilhas de silício e transformá-las em chips de computador.

Fonte: eTeknix

O processo de fabricação de chips é muito complexo, dependendo de uma cadeia de suprimentos ultraespecializada, onde a fundição (fábrica) é responsável por montar da forma mais eficiente possível os diversos equipamentos de fabricação (wafers, litografia, aquecimento, dopagem, embalagem, montagem, etc.).

Fonte: EITC

Como resultado, a Intel não só poderia pedir preços altos, mas até mesmo forçar produtores fabless a terem o direito de projetar. A Intel poderia, mais tarde, trazer seu próprio design concorrente produzido internamente.

A TSMC entraria na indústria sendo a primeira “fundição” pura, oferecendo serviços de fabricação sem competir com seus clientes fabless.

Na época, a TSMC estava ficando para trás em tecnologia, mas essa oferta provou ser altamente bem-sucedida. Os primeiros clientes incluíam empresas como a Broadcom (AVGO ), e mais tarde, a Apple (AAPL ), Nvidia (NVDA ), AMD (AMD ), etc.

A TSMC faria um IPO em Taiwan em 1994 e seria listada na NYSE em 1997, mesmo ano em que atingiu uma capacidade de 1 milhão de wafers de silício.

Ascensão de um gigante da tecnologia

O elefante na sala

Outro fator para o sucesso da TSMC foi sua dedicação à P&D. Determinada a preencher rapidamente a lacuna tecnológica com os líderes do setor, a empresa investiu uma quantia enorme em novas máquinas e pesquisas.

A grande participação do governo taiwanês também foi importante nos primeiros dias. O governo estava satisfeito com o progresso da empresa no setor e com os empregos de alto valor, e não se importava muito com um retorno rápido do investimento.

Com o tempo, a TSMC se tornou da fundição de semicondutores, com nada menos que 59.5% do faturamento do setor, muito à frente de sua maior concorrente, a Samsung (16.1%).

Fonte: Eric Flaningam

Essa liderança está ficando mais forte ao longo do tempo, com a TSMC tendo capturado uma parte muito grande do crescimento do setor em 2019 e a participação na receita do segundo trimestre de 2 atingindo 2024%.

Fonte: SemiWiki

Liderando em nós avançados

Desde seu início como um parceiro de produção mais justo, a TSMC se tornou progressivamente líder em tecnologia do setor, especialmente em chips de “ponta”.

Os chips são geralmente classificados pelo tamanho do seu processador.

Em geral, todos os nós acima de 16-28 nanômetros (nm) são considerados semicondutores legados. Eles ainda são muito importantes para a economia global, pois representam a maior parte do consumo mundial de semicondutores para eletrodomésticos, carros, infraestrutura, equipamentos de defesa, etc. Esses chips são, no entanto, principalmente uma commodity com margens de lucro muito baixas para os produtores.

Fonte: Techovedas

Em contraste, os nós mais recentes são onde a maior parte do lucro da indústria é obtida, muitas vezes com mais demanda do que as fundições podem fornecer, e isso é especialmente verdadeiro para a TSMC.

Hoje, a empresa é líder no nó mais avançado, 3nm, e o próximo 2nm é ainda mais procurado, espera-se que seja maior que 5 nm e 3 nm combinados.

A produção em massa do nó de 2 nm da TSMC deve começar em 2025. Provavelmente será uma competição acirrada com a Samsung, que também começou a preparar linhas de produção de 2 nm e 1.4 nm.

Fonte: TSMC

Um ponto de viragem para a TSMC foi em 2010, quando a Apple a escolheu como fornecedora dos chips dos seus iPhones, cujas vendas estavam explodindo. Nas últimas duas décadas, smartphones e computadores e data centers avançados (ou HPC — High-Performance Computing) têm sido as principais aplicações para os chips mais avançados, avançando a indústria e pagando pelos enormes custos de P&D associados.

Fonte: TSMC

Até hoje, a Apple continua sendo a maior consumidora da TSMC, seguida pela Nvidia.

Fonte: Moomoo

EUV

O que torna os nós menores e mais avançados únicos é que eles usam uma nova tecnologia chamada EUV (litografia ultravioleta extrema), uma atualização da anterior DUV (ultravioleta profunda).

Atualmente, a EUV é monopólio da empresa holandesa ASML (ASML ), o único fabricante de máquinas de litografia EUV.

Back in 2019Os chips de nó de 7 nm da TSMC foram feitos com o primeiro processo EUV, entregando produtos de alto volume aos clientes no mercado.

O próximo passo, uma máquina de litografia chamada High NA (Numerical Aperture) EUV, agora está sendo enviada para fundições de semicondutores, para a Intel em dezembro de 2023 e para a TSMC um ano depois, e a Samsung deve recebê-la até 2025.

Vale ressaltar que, além da produção em si, os custos de design de chips que usam processadores cada vez menores estão crescendo quase exponencialmente, indicando que talvez em algum momento no futuro, a corrida para processadores menores trará retornos decrescentes.

Fonte: Quatro

China, fábricas dos EUA e guerras comerciais

O estranho estatuto diplomático de Taiwan

Devido à importância da fabricação avançada de chips para IA, defesa e a indústria de tecnologia em geral, esta é uma indústria muito importante estrategicamente.

Ao mesmo tempo, o governo chinês considera oficialmente Taiwan como uma “província rebelde da China”, e não um país independente. Uma situação que é atualmente a posição oficial da maioria dos países, incluindo os EUA (“política de Uma China”), com, por exemplo, uma declaração de Joe Biden em 2024 de que a “EUA não apoiam a independência de Taiwan".

Ao mesmo tempo, o EUA estão armando Taiwan para se defender de uma potencial invasão chinesa e repetidamente sugeriu que entraria em guerra com a China por um ataque à ilha.

TSMC como alvo?

Isso coloca a TSMC, como produtora da indústria mais importante da ilha, em uma situação geopolítica difícil.

Por um lado, é um líder tecnológico em um país independente de fato (mas não de direito) sob a proteção dos EUA.

Por outro lado, poderia se tornar o principal alvo em qualquer ação militar, com legisladores dos EUA até sugerindo que os próprios EUA deveriam estar prontos para bombardear as fábricas da TSMC para impedir que a China as adquirisse em caso de uma invasão.

Esta ideia foi fortemente apoiada por Elbridge Colby, agora indicado por Trump para Subsecretário de Defesa para Políticas.

Fonte: Elbridge Colby

Fábricas americanas da TSMC

Sob o risco geopolítico de uma interrupção no fornecimento de Taiwan, os EUA têm pressionado a TSMC para abrir mais fábricas na América continental.

Isto conduziu a planeja desde 2020 abrir uma grande fundição no Arizona, à qual outra fábrica foi adicionada em 2022, elevando o investimento total para US$ 40 bilhões.

Fonte: TSMC

A mudança não ocorreu sem problemas, já que a TSMC está lutando para encontrar trabalhadores locais adequadamente treinados e relatos de conflitos decorrentes de diferenças na cultura de trabalho entre funcionários taiwaneses e americanos.

No entanto, a primeira produção deverá começar em 2025 para a primeira fábrica, e o rendimento da produção (a eficiência de chips devidamente gravados, uma métrica-chave da indústria) é agora maior em Phoenix do que em Taiwan.

A segunda fab começará a produção em 2028 para o processo de 3 nm e 2 nm. Uma terceira fab foi até anunciada e se concentrará no processo de 2 nm e além, para iniciar a produção até o final da década.

Danos colaterais da guerra comercial

À medida que os EUA tentam limitar o acesso a tecnologias avançadas na China, especialmente para computação e IA, a indústria de semicondutores do país está sujeita a restrições e sanções.

Tudo começou com a proibição da exportação de máquinas EUV para a China, passando para uma lista cada vez maior de produtos proibidos, incluindo todos os chips avançados.

Se isso tivesse dado certo, teria sido uma ótima notícia para os fabricantes de chips não chineses.

No entanto, isso levou a China a desenvolver sua capacidade doméstica de fundição da forma mais agressiva possível. No centro desse esforço estão a estatal SMIC e a Huawei.

SMIC afirma ter desenvolvido um processo de 5 nm sem EUV. A China também está buscando desenvolver sua própria litografia EUV, bem como substituir toda a cadeia de fornecimento internacional de semicondutores por fabricantes nacionais.

Entre as possíveis alternativas ao EUV, e ainda mais ao EUV de alto NA, foram propostas as seguintes soluções:

• Construindo um ciclotron enorme (acelerador de partículas) para substituir as máquinas de litografia do tipo ASML.
• Replicando máquinas da ASML, uma tarefa assumida principalmente pela Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE).
• Um novo foco na fotônica, um campo onde o Ocidente não detém uma vantagem significativa e que pode ser o futuro da computação.
  • Projetos de chips neuromórficos também estão sendo considerados, especialmente para aplicações de IA.

A longo prazo, isso pode provar ser a maior ameaça à TSMC, mais do que seus rivais tradicionais. Isso ocorre porque A China já consome mais de 50% do fornecimento global de chips.

Assim, poderia fornecer a empresas como a SMIC a demanda interna para crescer até o tamanho em que poderia rivalizar com a TSMC, ao mesmo tempo em que se beneficiaria de vantagens fiscais, acesso a capital e outras vantagens fornecidas pelo governo chinês a um setor estratégico.

Finanças da TSMC

Para uma empresa industrial, a TSMC teve uma margem bruta notavelmente alta de 57.8% no Q3 de 2024, um aumento de 3% em relação ao ano anterior. Isso se converte em uma margem de lucro líquido igualmente impressionante de 42.8%. A empresa tem muito pouca dívida, com passivos totais iguais ao dinheiro em caixa.

O preço das ações triplicou desde seu ponto mais baixo no final da pandemia e dez vezes mais nos últimos dez anos.

A empresa também começou a pagar dividendos em 2004 e nunca reduziu os dividendos por ação desde então.

Conclusão

A TSMC é talvez a mais importante fabricante de chips e semicondutores do mundo. A empresa tem uma longa história de construção de uma sólida vantagem competitiva, primeiro com acordos mais justos e, depois, com uma liderança persistente em qualidade, tecnologia e rendimentos, permitindo que ela gere margens consistentemente impressionantes, especialmente para um negócio de manufatura.

Como resultado, embora não esteja sem concorrência, com a Samsung e a Intel concorrentes sérias, está muito atrás em participação de mercado do líder incontestado. Provavelmente levará anos, na melhor das hipóteses, para que as fundições chinesas também a alcancem.

Um investimento na TSMC não é isento de riscos; no entanto, o maior deles está quase completamente fora do controle da administração da empresa. Caso ocorresse uma invasão chinesa em Taiwan, isso certamente destruiria a capacidade da empresa de produzir chips e talvez até mesmo destruísse suas fábricas ou as veria tomadas por uma nação estrangeira hostil.

Portanto, os investidores na empresa precisarão monitorar não apenas se as vantagens da TSMC em tecnologia e excelência em fabricação persistem, inclusive em relação à SMIC e outras empresas chinesas, mas também a situação geopolítica global.