Pabrik TSMC di Arizona mulai produksi massal chip canggih pada 2025

 (spectrum.ieee.org)
1 poin oleh GN⁺ 2024-12-29 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Setelah bertahun-tahun perencanaan, konstruksi, penyesuaian geopolitik, dan persoalan tenaga kerja, pabrik Phoenix mulai memproduksi massal dengan proses 4 nm, menjadi ujian bagi kemampuan manufaktur semikonduktor canggih di AS
  • Pada Oktober 2024 diumumkan bahwa yield pabrik Arizona 4% lebih tinggi daripada pabrik di Taiwan, dan pabrik kedua ditargetkan menggunakan proses 2 nm atau 3 nm pada 2028
  • Karena TSMC memproduksi 90% chip canggih dunia dan menjadi tumpuan Apple, Nvidia, Google, Amazon, Qualcomm, dan lainnya, produksi di AS sejalan dengan permintaan pelanggan untuk mengurangi risiko rantai pasok
  • Ini adalah langkah yang sulit dijelaskan hanya dengan pendanaan CHIPS Act; kelangkaan chip pada awal COVID dan pernyataan keras China terkait Taiwan memperbesar kebutuhan akan fab di luar Taiwan
  • Pabrik Arizona harus mengatasi benturan budaya, aturan perizinan dan konstruksi di AS, serta kekurangan insinyur dan teknisi, sambil menguji ekspansi internasional TSMC dan kebangkitan manufaktur semikonduktor AS secara bersamaan

Produksi massal pabrik Phoenix pada 2025

  • TSMC dijadwalkan memulai produksi massal di fasilitas manufaktur chip canggihnya di Phoenix pada 2025
  • Fab ini menjadi contoh masuknya manufaktur chip canggih ke AS, sekaligus menguji apakah CHIPS and Science Act 2022 dapat membantu menstabilkan rantai pasok semikonduktor AS dan negara-negara sekutunya
  • Saat ini fab Arizona dapat beroperasi pada node 4 nm
    • Proses ini digunakan untuk memproduksi GPU paling canggih milik Nvidia
  • Pada akhir Oktober 2024, TSMC mengumumkan bahwa yield pabrik Arizona 4% lebih tinggi daripada pabriknya di Taiwan
    • Yield awal ini ditafsirkan sebagai sinyal positif untuk menilai efisiensi fab tersebut

Roadmap proses dan ekspansi di AS

  • Fab kedua di Arizona ditargetkan beroperasi pada 2028, dan direncanakan menawarkan proses node 2 nm atau 3 nm
  • Chip 4 nm dan 3 nm sudah memasuki produksi massal di fab TSMC lain sejak 2022
  • Node 2 nm dijadwalkan mulai produksi massal di Taiwan pada tahun ini
  • TSMC juga berencana membuka fab ketiga di AS yang akan menggunakan teknologi yang lebih canggih lagi

CHIPS Act dan tuntutan rantai pasok pelanggan

  • TSMC diperkirakan akan menerima pendanaan CHIPS Act sebesar US$6,6 miliar untuk membangun pabrik pertamanya di Arizona
  • Kembalinya manufaktur semikonduktor ke AS tidak bisa dijelaskan hanya oleh dukungan pemerintah
    • TSMC memproduksi 90% chip canggih dunia
    • Perusahaan berbasis AS seperti Apple, Nvidia, Google, Amazon, dan Qualcomm bergantung pada TSMC
  • Kelangkaan chip akibat guncangan ekonomi pada awal COVID serta pernyataan keras Presiden Xi Jinping terkait Taiwan memperbesar kecemasan pelanggan TSMC dan para pembuat kebijakan internasional
  • TSMC mengumumkan niat investasinya di Arizona pada 2020
  • Dan Hutcheson dari TechInsights menilai CHIPS Act bukanlah penyebab gerakan ini, melainkan perusahaan-perusahaan pada dasarnya bergerak atas inisiatif sendiri
    • Pelanggan besar seperti Apple telah lama meminta TSMC membangun fab di wilayah lain untuk meminimalkan risiko

Produksi di luar Taiwan dan logika geopolitik

  • Hutcheson menilai keberadaan fab TSMC di luar Taiwan akan menguntungkan pelanggan sekaligus Taiwan sendiri
  • Perisai silikon Taiwan berarti dominasi TSMC dalam manufaktur chip canggih telah memberi AS dan negara lain alasan untuk mendukung Taiwan
  • Namun, masih ada kekhawatiran bahwa perisai ini bisa menjadi sasaran
    • Semakin AS dan sekutunya bergantung pada chip yang hanya diproduksi di Taiwan, semakin besar kemampuan China untuk menimbulkan kerusakan serius pada ekonomi AS dengan menargetkan Taiwan
  • Analisisnya, diversifikasi geografis TSMC dapat mengurangi tingkat Taiwan menjadi sasaran
  • TSMC sudah membuka fab di Jepang dan sedang membangun fab di Jerman

Tenaga kerja dan benturan budaya di fab Arizona

  • Respons di Taiwan terhadap fab Arizona terbelah
  • Investigasi Rest of World pada April 2024 memperkenalkan keluhan dari pekerja AS maupun Taiwan
    • Pekerja AS yang menjalani pelatihan satu tahun di Taiwan mempersoalkan kondisi kerja yang buruk dan pelatihan yang tidak memadai
    • Pekerja Taiwan mengeluhkan bahwa pekerja AS arogan dan tidak memiliki etos kerja yang dibutuhkan di fab semikonduktor
  • Profesor ekonomi University of Chicago, Chang-Tai Hsieh, mengatakan TSMC beroperasi seperti organisasi bergaya militer, dengan pengambilan keputusan dari atas ke bawah dan budaya yang tidak mempertanyakan
  • Jason Hsu dari Hudson Institute menilai banyak insinyur AS memiliki sikap ala Silicon Valley “move fast and break things”, tetapi proses semikonduktor bisa terganggu hanya oleh sebutir debu sehingga adaptasinya tidak mudah
  • Hutcheson mengatakan benturan budaya seperti ini sudah bisa diperkirakan, dan tampaknya TSMC telah berhasil melewatinya
    • Masalahnya mungkin terletak pada perusahaan yang menetapkan target dan jadwal yang tidak realistis
    • TSMC melihat pembangunan fab di AS sebagai masalah teknis semata, padahal kemampuan nyata sangat dipengaruhi oleh budaya dan hukum
    • Di AS, setiap kota bisa memiliki aturan bangunan dan prosedur perizinan yang berbeda, sehingga cara operasinya berbeda dari Taiwan
  • AS juga menghadapi kekurangan insinyur dan teknisi seiring makin banyaknya fab yang dibuka

Rencana fab Samsung dan Intel di AS

  • TSMC bukan satu-satunya perusahaan yang ingin membuka fab canggih di AS dengan dukungan CHIPS Act
  • Samsung diperkirakan akan menerima potensi pendanaan US$6,4 miliar untuk membuka fab di Taylor, Texas
    • Waktu produksi mundur dari paruh kedua 2024 menjadi kemungkinan pada 2026
    • Hsieh menilai masalah terbesar Samsung bukanlah benturan budaya
    • Penjelasannya, Samsung tidak memiliki cukup pelanggan bahkan untuk chip yang dibuat di Korea, dan juga tidak akan ada permintaan untuk chip yang kemungkinan dibuat dengan biaya lebih tinggi di Texas
  • Intel adalah salah satu pelobi utama CHIPS Act, dan sejak Pat Gelsinger menjadi CEO pada 2021 perusahaan itu mendorong kebangkitan bisnis foundry-nya
    • Teknologi Intel tertinggal, dan seperti Samsung perusahaan ini kesulitan mendapatkan pelanggan yang cukup
    • Intel berencana membuka lokasi baru di AS
  • Intel diperkirakan akan menerima pendanaan langsung CHIPS Act sebesar US$8,5 miliar
    • Untuk membangun fab canggih di Arizona dan Ohio
    • Untuk mengubah dua fab di New Mexico menjadi fasilitas packaging
    • Untuk membeli peralatan litografi ultraviolet ekstrem generasi berikutnya bagi fasilitas di Oregon

Variabel yang tersisa

  • Pada saat artikel diterbitkan, belum jelas bagaimana pemerintahan Trump akan mengubah pelaksanaan CHIPS Act
  • Jika tidak ada perubahan besar, pembukaan fab TSMC di Arizona akan menguji dua hal sekaligus
    • Apakah CHIPS Act dapat mendorong manufaktur di AS
    • Apakah ekspansi internasional TSMC dapat berhasil
  • Hutcheson menilai apa yang terjadi di Phoenix sangat mengejutkan

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2024-12-29
Komentar Hacker News

  • Dalam proses foundry, istilah ADVANCED kini secara resmi berarti di bawah 7nm, dan khususnya dalam aturan ekspor ke Tiongkok ada kriteria yang spesifik
    Ini juga merupakan standar yang disebut dalam pengumuman ASML belum lama ini
    Pencapaian penting di sini adalah seberapa cepat TSMC membangun dan mengoperasikan pabrik tanpa keunggulan kandang sendiri. Saya rasa Intel pun tidak akan bisa mereplikasi jangka waktu ini, bahkan jika itu adalah fab Intel 7nm
    Di Taiwan, jika perencanaan awal dan perizinan sudah cukup siap, TSMC juga punya catatan membangun dan menjalankan fab dalam waktu kurang dari 18 bulan, bahkan lebih dekat ke 12 bulan
    Jadi kecuali terjadi keajaiban atau pemerintah AS turun tangan secara tidak adil di bagian tertentu, saya melihat peluang Intel, dengan komposisi tim, manajemen, dewan, dan investornya saat ini, untuk mengejar TSMC sebagai foundry dalam hal kapasitas produksi, harga, dan lead time nyaris mendekati 0. Sejak Pat Gelsinger pergi, saya kehilangan semua keyakinan dan harapan
    Saat TSMC 2nm mulai berjalan penuh pada akhir tahun ini, pabrik TSMC di AS, jika belum memulai, kemungkinan akan mulai mengerjakan 3nm

    • Bukankah pada akhirnya ini soal permintaan? Permintaan untuk TSMC sangat panas, jadi masuk akal mereka buru-buru membangun fab baru di mana pun
      Intel tidak punya insentif yang sama. Mereka tentu akan menerima uangnya, lalu berharap permintaan meledak setelah fab baru dibangun
      Selesai terlalu cepat sebelum permintaan muncul justru bisa merugikan, jadi tingkat urgensinya berbeda
    • Saya kira Xnm adalah istilah pemasaran yang tidak berhubungan dengan dimensi fisik. Saya penasaran bagaimana ini bisa dipaksakan secara hukum kalau foundry hanya mengganti aturan penamaannya
    • Kalau benar yakin bisa memprediksi masa depan se-konsisten itu, arah investasi sahamnya juga mestinya jadi jelas
      Tapi seperti Intel yang cepat dan tiba-tiba kehilangan posisi terdepan, TSMC juga bisa suatu saat mentok dalam riset dan disalip pihak lain

  • Yang benar-benar tidak saya pahami adalah kepemimpinan Taiwan tampaknya tidak melihat tujuan akhir AS terkait CHIPS Act dan sanksi terhadap Tiongkok
    Pemerintah AS mencoba merebut TSMC melalui tipu daya, tekanan, dan niat buruk, sambil pada saat yang sama menghalangi pendapatan yang bisa diperoleh dari penjualan chip canggih ke Tiongkok dan membuat Taiwan menanggung biayanya
    Bahkan jika TSMC berhasil pindah ke AS, mereka tidak seharusnya merasa aman
    Dunia Anglo memiliki tradisi panjang pembajakan, dan seperti terlihat pada kasus TikTok, AS menguliahi orang lain tentang perdagangan bebas dan tatanan hukum yang stabil, tetapi untuk dirinya sendiri tanpa malu-malu menjalankan merkantilisme terang-terangan

    • Jadi Anda marah karena AS bertindak sesuai kepentingannya sendiri?

  • Ini kabar baik, dan sangat mungkin menjadi semikonduktor paling canggih yang diproduksi di AS saat ini tanpa perdebatan berarti

    • Menurut Wikipedia, Intel 3 telah mencapai tingkat teknologi yang kira-kira setara dengan TSMC 3nm [1], tetapi tidak tertulis kerapatan transistor
      Intel memproduksi Xeon 6 dengan Intel 3 [2]
      Jadi kalau dihitung begitu, bisa jadi Intel memiliki proses yang lebih maju daripada TSMC di dalam AS. TSMC sendiri praktis akan menjalankan 4nm di AS tahun depan
      Hanya saja volume produksi Intel mungkin tidak tinggi
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/3_nm_process#cite_note-74
      [2] https://www.intel.com/content/www/us/en/products/details/pro...
    • Ini adalah fasilitas 4nm. Proses 18A milik Intel lebih maju
      Saya harap ini berhasil, tetapi kalau gagal, menurut saya itu akhir bagi Intel
    • Mungkin begitu, tetapi bagi orang-orang yang tinggal dekat pabrik, saya tidak yakin
      “Kelompok lingkungan dan kesehatan masyarakat, termasuk Sierra Club, mendesak Presiden Joe Biden untuk memveto rancangan undang-undang kontroversial yang akan membuat sebagian besar perusahaan semikonduktor yang mengajukan dana federal CHIPS Act tidak perlu menyelesaikan peninjauan lingkungan utama yang diwajibkan oleh National Environmental Policy Act, atau NEPA”
      “Tidak ada pembenaran sama sekali untuk mengecualikan industri semikonduktor dari NEPA. Terlebih lagi jika mempertimbangkan bahwa penggunaan PFAS dan bahan kimia beracun lainnya di industri ini diperkirakan akan meningkat tajam, dan ada riwayat pelepasan bahan kimia berbahaya ini ke udara dan air di sekitar fasilitas,” kata penasihat legislatif senior Center for Environmental Health, Tom Fox
      https://www.sierraclub.org/press-releases/2024/10/environmen...

  • Ini menunjukkan bahwa dengan tekanan politik dan militer yang cukup, serta kemampuan membakar uang nyaris tanpa batas, memindahkan produksi ke AS memang memungkinkan
    Transaksi apa pun antara AS dan Taiwan akan selalu memiliki latar belakang militer. Taiwan juga baru-baru ini menerima perlengkapan militer baru yang lumayan bagus
    Barang-barang seperti itu tidak akan pernah terlihat di Ukraina

  • Tetapi proses 2nm (N2{,P,X}) baru akan datang sekitar 2028. Penundaan ini tetap menunjukkan proteksionisme
    Sulit menyebut AS benar-benar punya kemampuan strategis domestik sampai ada satu perusahaan AS, kalau bisa beberapa, yang memiliki kapabilitas 2nm di seluruh rantai proses termasuk difusi dan packaging

    • Saya tidak tahu perusahaan AS mana selain Intel yang mungkin bisa mencoba ini
      IBM masih melakukan riset terkait, tetapi sudah berhenti menggunakannya untuk bisnis nyata
      Kalau ingatan saya benar, IBM melisensikan riset teknologi proses 2nm ke Rapidus di Jepang
      Saya tidak terpikir perusahaan lain yang mau menanggung risiko memulai layanan foundry 2nm di AS
    • Bukankah itu Intel 18A? Dalam beberapa hal lebih buruk daripada N2, dalam beberapa hal lebih baik
      Secara keseluruhan tampaknya mirip, dan jadwal tahun depan sepertinya masih dipertahankan

  • Tapi saya rasa pabrik ini tidak bisa berdiri sendiri. Jika sesuatu yang buruk terjadi pada TSMC di Taiwan, sepertinya mereka tidak akan bisa memindahkan fab ke proses yang lebih mutakhir

    • Roma tidak dibangun dalam sehari. Saya melihat ini sebagai batu loncatan untuk itu
    • Ini adalah rencana darurat yang hebat. Jika pulau itu jatuh, infrastruktur lokal bisa dihancurkan atau dirusak lalu direkonstruksi di AS
      Penghancuran di sini tidak berarti penghancuran fisik besar-besaran. Ini kombinasi penghilangan kunci dan beberapa komponen inti
      Pesannya adalah, “Kalian boleh ambil pulaunya, tapi tidak bisnisnya”
    • Setahu saya, operasi mandiri itu memungkinkan. Hanya saja mereka tidak akan membuat proses paling mutakhir, dan seiring waktu akan mengejar

  • Dari yang saya pahami, mereka membuat die, dan untuk menjadi chip final harus diekspor ke Tiongkok atau Taiwan

  • Ini kemenangan bagi Taiwan yang berdaulat, dan upaya melindungi industri yang dibangun dari nol

    • Kalau begitu bukankah insentif AS untuk melindungi Taiwan jadi hilang?
      Ini hanya dugaan, tetapi jika Tiongkok menyerang Taiwan, dari sudut pandang AS mungkin lebih murah membombardir fab di Taiwan agar tidak jatuh ke tangan Tiongkok saat invasi berlangsung
      Selain itu, mereka juga bisa menawarkan suaka yang sangat murah hati kepada peneliti dan insinyur Taiwan. Setelah itu, mereka mungkin tidak lagi peduli apa yang terjadi pada Taiwan

  • Untuk mempertahankan perisai silikon, mereka tidak akan pernah menempatkan proses yang lebih maju di luar Taiwan

  • Apakah fab ini setara dengan fab TSMC di Taiwan? Saya tidak mengikuti berbagai prosesnya jadi penasaran

    • Taiwan memiliki undang-undang yang melarang ekspor teknologi yang tertinggal lebih dari satu generasi
      https://www.taipeitimes.com/News/biz/archives/2024/11/08/200...
      Artikelnya menyebut Arizona sedang bersiap untuk produksi massal 4nm, jadi kemungkinan itu proses yang mereka miliki sekarang
    • Tidak. Proses 4nm TSMC termasuk dalam keluarga 5nm
      3nm sudah dikirim selama lebih dari setahun, dan saat ini maupun beberapa tahun ke depan hanya diproduksi di Taiwan