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

O Líder de Semicondutores

À medida que eletrônicos e microchips se tornaram presentes em praticamente todos os produtos, desde máquinas de lavar até câmeras e telefones, seus fabricantes se tornaram empresas cada vez maiores e mais importantes.

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

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

Além de quase toda a indústria, 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 de Taiwan para construir a indústria de chips do país do zero. Foi um spin‑off do instituto de pesquisa governamental ITRI (Industrial Technology Research Institute).

Isso ocorreu depois que líderes da indústria como Texas Instruments e Intel recusaram a oportunidade, restando apenas a Philips disposta a assinar uma joint venture e investir $58M & IPs em troca de 27.5% na TSMC.

Hoje, o governo de Taiwan ainda possui 6% da TSMC, e 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 na Texas Instruments, ele seria lembrado como o “pai dos semicondutores”.

Fonte: The Curiosity Chronicle

Cortando o Modelo de Negócios da Intel

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

Isso se devia em grande parte ao fato de que a fabricação exigia equipamentos que custavam entre $50M a $100M para gravar as lâminas 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 ultra‑especializada, onde a fundição (fab) é responsável por montar da forma mais eficiente possível os diversos equipamentos de fabricação (lâminas, litografia, aquecimento, dopagem, embalagem, montagem, etc.).

Fonte: EITC

Como resultado, a Intel não só podia cobrar preços altos, como também forçar os produtores fabless a ter o direito de projetar. A Intel poderia posteriormente trazer seu próprio design concorrente produzido internamente.

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

Na época, a TSMC estava atrasada em tecnologia, mas essa oferta provou ser altamente bem‑sucedida. Clientes iniciais incluíram empresas como Broadcom (AVGO ), e mais tarde, Apple (AAPL ), Nvidia (NVDA ), AMD (AMD ), etc.

TSMC realizou seu IPO em Taiwan em 1994 e foi listada na NYSE em 1997, no mesmo ano em que atingiu capacidade de 1 million silicon wafer capacity.

Ascensão de um Gigante Tecnológico

O Elefante na Sala

Outro fator do sucesso da TSMC foi sua dedicação à P&D. Determinada a preencher rapidamente a lacuna tecnológica em relação aos líderes da indústria, a empresa investiu uma quantia massiva em novas máquinas e pesquisa.

A grande participação do governo de Taiwan também foi importante nos primeiros dias. O governo estava satisfeito com o progresso da empresa na indústria e os empregos de alto valor e não se importava muito com um retorno rápido sobre seu investimento.

Com o tempo, a TSMC tornou‑se a fundição de semicondutores, com não menos que 59,5 % das receitas da indústria, muito à frente de seu maior concorrente, a Samsung (16,1 %).

Fonte: Eric Flaningam

Essa liderança está se fortalecendo ao longo do tempo, com a TSMC capturando uma grande parte do crescimento da indústria desde 2019 e a participação de receita do Q2 2024 atingindo 62 %.

Fonte: SemiWiki

Liderando em Nós Avançados

Desde seu início como um parceiro de produção mais justo, a TSMC tornou‑se progressivamente a líder tecnológica da indústria, especialmente nos chips de “borda avançada”.

Os chips são geralmente classificados pelo tamanho de 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, infraestruturas, equipamentos de defesa, etc. Contudo, esses chips são principalmente uma commodity com margens muito baixas para os produtores.

Fonte: Techovedas

Em contraste, os nós mais recentes são onde a maior parte do lucro da indústria é gerada, frequentemente com demanda maior do que as fundições podem atender, e isso vale especialmente para a TSMC.

Hoje, a empresa lidera no nó mais avançado, 3 nm, e o próximo 2 nm tem ainda mais demanda, esperado ser maior que a soma de 5 nm e 3 nm combinados.

A produção em massa do nó 2 nm da TSMC está prevista para 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 virada para a TSMC foi em 2010, quando a Apple a escolheu como fornecedora dos chips de seus iPhones, cujas vendas estavam explodindo. Nas duas últimas décadas, smartphones e computadores avançados e data centers (ou HPC—High‑Performance Computing) têm sido as aplicações principais para os chips mais avançados, impulsionando a indústria e pagando pelos custos massivos 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 utilizam uma nova tecnologia chamada EUV (Litografia de Ultra‑Violeta Extrema), uma evolução da DUV (Deep UltraViolet).

Atualmente, a EUV é monopolizada pela empresa holandesa ASML, a única fabricante de máquinas de litografia EUV.

Em 2019, os chips de nó 7 nm da TSMC foram fabricados com o primeiro processo EUV, entregando produtos de alto volume ao mercado.

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

Deve‑se notar que, além da própria produção, os custos de design para chips que utilizam processadores cada vez menores estão crescendo quase exponencialmente, indicando que talvez em algum ponto futuro, a corrida por processadores menores traga retornos decrescentes.

Fonte: Quatr

China, Fábricas dos EUA & Guerras Comerciais

O Status Diplomático Complicado de Taiwan

Devido à importância da fabricação avançada de chips para IA, defesa e a indústria tecnológica em geral, esta é uma indústria de grande importância estratégica.

Ao mesmo tempo, o governo chinês considera oficialmente Taiwan como uma “província rebelde da China”, e não como um país independente. Uma situação que atualmente é 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 “os EUA não apoiam a independência de Taiwan”.

Ao mesmo tempo, os EUA estão armando Taiwan para defender‑se de uma potencial invasão chinesa e têm repetidamente insinuado que entrariam em guerra com a China caso haja um ataque à ilha.

TSMC como Alvo?

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

Por um lado, é líder tecnológica em um país de facto (mas não de jure) independente sob a proteção dos EUA.

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

Essa ideia foi fortemente apoiada por Elbridge Colby, agora nomeado por Trump para Subsecretário de Defesa para Política.

Fonte: Elbridge Colby

Fábricas Americanas da TSMC

Sob o risco geopolítico de interrupção do suprimento de Taiwan, os EUA têm pressionado a TSMC a abrir mais fábricas no continente americano.

Isso levou a planos, desde 2020, de abrir uma grande fundição no Arizona, à qual outra fábrica foi adicionada em 2022, elevando o investimento total para $40B.

Fonte: TSMC

A iniciativa não tem sido isenta de problemas, pois a TSMC tem dificuldades em encontrar trabalhadores locais adequadamente treinados e há relatos de conflitos decorrentes das diferenças de cultura de trabalho entre funcionários taiwaneses e americanos.

No entanto, a primeira produção deve começar em 2025 para a primeira fábrica, e o rendimento de produção (a eficiência dos chips gravados corretamente, uma métrica chave da indústria) já está maior em Phoenix do que em Taiwan.

A segunda fábrica iniciará a produção em 2028 para processos de 3nm e 2nm. Uma terceira fábrica foi até anunciada, que se focará no processo de 2nm e além, com produção prevista para 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 tem sido alvo de restrições e sanções.

Isso começou com a proibição da exportação de máquinas EUV para a China, expandindo‑se para uma lista crescente de produtos proibidos, incluindo todos os chips avançados.

Se isso tivesse sucesso, seria uma ótima notícia para os fabricantes de chips não chineses.

Entretanto, isso levou a China a desenvolver sua capacidade de fundição doméstica o mais agressivamente possível. No centro desse esforço estão a estatal SMIC e a Huawei.

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

• Construir um ciclotron massivo (acelerador de partículas) para substituir as máquinas de litografia do tipo ASML.
• Replicar as máquinas da ASML, tarefa principalmente assumida pela Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE).
• Um reenfoque em fotônica, um campo onde o Ocidente não possui 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 porque a China já consome mais de 50% do suprimento global de chips.

Assim, poderia fornecer às empresas como a SMIC a demanda doméstica para escalar até um tamanho que possa rivalizar com a TSMC, ao mesmo tempo beneficiando‑se de vantagens fiscais, acesso a capital e outras vantagens oferecidas 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 2024, 3% acima do ano anterior. Isso se converte em uma margem de lucro líquido igualmente impressionante de 42,8%. A empresa tem muito pouca dívida, com o total de passivos igual ao caixa disponível.

O preço das ações cresceu três vezes desde seu ponto mais baixo no final da pandemia e dez vezes 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 talvez seja o fabricante de chips e semicondutores mais importante do mundo. A empresa tem uma longa história de construção de uma vantagem competitiva sólida, primeiro com acordos mais justos, e depois com uma liderança persistente em qualidade, tecnologia e rendimentos, permitindo-lhe gerar margens consistentemente impressionantes, especialmente para um negócio de manufatura.

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

Um investimento na TSMC não está isento de riscos; porém, o maior está quase completamente fora do controle da gestão da empresa. Caso ocorra uma invasão chinesa de Taiwan, isso certamente devastaria a capacidade da empresa de produzir chips e até mesmo poderia destruir suas fábricas ou vê‑las apreendidas por uma nação estrangeira hostil.

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