TSMC

Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Limited (tradičná čínština: 台灣 積 體 電路 製造 股份有限公司; pinyin: tai wan ju tǐ Diana Lu Zhi zǎo gǔ fén yǒu Xian Gongu si, skratka TSMC), je najväčší svetový špecializovaný nezávislý výrobca polovodičových diskov (tzv. waferov) a jeden z najväčších výrobcov integrovaných obvodov. V roku 2017 mal obrat 5 krát viac ako jeho najbližší konkurent americké Globalfoundries. V rokoch 2017 aj 2020 dominoval TSMC s 55 % podielom na svetovom trhu. Firma sídli v Hsinchu Science Park v Sin-ču na Taiwane, s ďalšími pobočky v Severnej Amerike, Európe, Japonsku, Číne, Južnej Kórei a Indii.

História, zameranie a postavenie

Spoločnosť TSMC bola založená na Taiwane v roku 1987 Morrisom Changom, bola prvým špecializovaným závodom na výrobu polovodičov na svete. Je dlhodobo vedúcou spoločnosťou vo svojom odbore. Keď Chang v roku 2018 odišiel do dôchodku, po 31 rokoch sa Mark Liu stal predsedom a C. C. Wei generálnym riaditeľom TSMC. Od roku 1993 je TSMC kótované na Taiwanskej burze cenných papierov (TWSE: 2330); v roku 1997 sa stalo prvou taiwanskou spoločnosťou kótovanou na burze cenných papierov v New Yorku (NYSE: TSM). Od roku 1994 má TSMC zloženú ročnú mieru rastu (CAGR) 17,4 % a obratov a CAGR 16,1 % z príjmov.

TSMC má od roku 2020 globálnu kapacitu približne trinásť miliónov 300 mm waferov ročne a vyrába čipy pre zákazníkov s procesnými uzlami (angl. semiconductor manufacturing process nodes) od 2 mikrometrov až do 5 nanometrov.

TSMC je prvou Foundry (závod na výrobu polovodičov), ktorá poskytuje 7-nanometrové a 5-nanometrové výrobné kapacity (využívané od roku 2020 pre Apple A14 a M1 SoC) a prvou, ktorá komercializuje technológiu extrémnej ultrafialovej (EUV) litografie vo veľkom.

V mikroelektronickom priemysle je závod na výrobu polovodičov, kde sa vyrábajú polovodičové integrované obvody bežne nazývaný anglicky ako fab alebo foundry. Ak podnik vyrába len na zákazky iných firiem ale nevyrába svoje vlastné návrhy, je nazývaný angl. Pure-play semiconductor foundry. Rozhodnutím, že TSMS nebude navrhovať, vyrábať ani uvádzať na trh žiadne polovodičové produkty pod svojím vlastným menom, spoločnosť zaisťuje, že nikdy nebude súťažiť so svojimi zákazníkmi. Kľúčom k úspechu TSMC bolo vždy zamerať sa na úspech svojich zákazníkov.

Spoločnosť TSMC má za svojich klientov najvýznamnejšie spoločnosti vyrábajúce zariadenia ako sú Apple, Qualcomm, Nvidia a Advanced Micro Devices. Väčšina popredných polovodičových spoločností ako AMD, Apple, ARM, Broadcom, Marvell, MediaTek a Nvidia sú zákazníkmi TSMC, rovnako ako viaceré novo vznikajúce spoločnosti. Popredné spoločnosti zaoberajúce sa programovateľnými logickými zariadeniami ako Xilinx tiež využívajú alebo využívali služby TSMC. Niektorí výrobcovia integrovaných obvodov, ktorí majú svoje vlastné výrobné zariadenia, ako napríklad Intel, NXP, STMicroelectronics a Texas Instruments, zadávajú časť svojej výroby spoločnosti TSMC alebo tam časť svojej produkcie outsourcujú.

TSM vykázala vo fiškálnom roku 2020 príjmy vo výške 45,5 miliardy USD, čo je nárast z 34,63 miliardy USD v roku 2019. Spoločnosť má tiež dobre vypracovaný budúci plán výskumu a vývoja. TSMC minula približne 3,8 miliardy dolárov na výskum a vývoj, čo zodpovedá 8,3 % jej príjmov.Pokiaľ v roku 2017 dosiahli čistý obrat 1 031,474 miliónov NT$ mali v roku 2020 čistý obrat 1 339,255 miliónov NT$ (Nový taiwanský dolár sa rovnal v roku 2020 približne 0,035 amerického dolára a tak ich obrat bol približne 48 miliardy dolára a hrubý zisk 25 miliardy dolára.

Okrem využívania 5-nanometrových výrobných kapacít TSMC má vo vývoji technológie s procesnými uzlami pre pokročilú logiku CMOS 3 a 2 nanometre (nm). Okrem toho je výskumná a vývojová práca spoločnosti zameraná na uzol pod 2 nm a na oblasti, ako sú 3D tranzistory, nová pamäť a low-R interconnect."

Závody na výrobu polovodičov

TSMC sídli v Hsinchu Science Park v Hsinču na Taiwane ale má ďalšie pobočky v Severnej Amerike, Európe, Japonsku, Číne, Južnej Kórei a Indii. Spravuje viacero závodov na výrobu polovodičov nazývaných Fab:

• 1 fab 150 mm waferov (Fab 2) v prevádzke
• 6 fabov 200 mm waferov (Fab 3, 5, 6, 7, 8, 11) v prevádzke
• 4 fabov 300 mm waferov, čo je súčasný štandard veľkosti veľkých waferov 12 palcov ("GIGAFAB"): (Fab 12, 14, 15, 18)

Okrem týchto tajwanských TSMC ovláda aj:

• TSMC China Company Limited, 200 mm: Fab 10 (v Šanghaji, Čínskej ľudovej republike)
• TSMC Nanjing Company Limited, 300 mm: Fab 16 (Nanjing)
• WaferTech L.L.C. 200 mm fab: Fab 11 (Camas, Washington v Spojených štátoch amerických)
• posledný Fab 21 mal byť v americkom Phoenixe otvorený v apríli 2021

• SSMC (Systems on Silicon Manufacturing Co.) v Singapure.

Výrobné procesy

Spoločnosť TSMC od roku 2018 začala používať vo fotolitografiu na výrobu 7 nm (N7) čipov a zvýšila výrobnú kapacitu na štvornásobok. V roku 2021 už bude polovica vyrobených čipov s technológiou 6 nm (N6). V roku 2020 už bola zahájená sérová výroba 5 nm čipov (N5), ktoré majú oproti N7 o 80 % vyššiu hustotu, ale aj o 15 % vyšší výkon, alebo 30 % nižšiu spotrebu.

V druhej polovici roku 2022 sa má začať sériová výroba 3nm čipov. Generácia N3 sľubuje o 70 % vyššiu denzitu a o 15 % vyšší výkon, alebo o 30 % nižšiu spotrebu ako N5.

TSMC zároveň v spolupráci s partnermi a vedeckými tímami z rôznych univerzít (NTU, MIT) vyvinulo jednu z kľúčových technológií pre 1nm výrobu, ktorá by sa mohla začať uplatňoať okolo roku 2025.

Na 300 mm wafroch TSMC má fotolithografiu na kremíku s týmito procesnými uzlami:

• 0.13 μm (možnosti: general-purpose (G), low-power (LP), high-performance low-voltage (LV)).
• 90 nm (based upon 80GC from Q4/2006),
• 65 nm (možnosti: general-purpose (GP), low-power (LP), ultra-low power (ULP), LPG).
• 55 nm (možnosti: general-purpose (GP), low-power (LP)).
• 40 nm (možnosti: general-purpose (GP), low-power (LP), ultra-low power (ULP)).
• 28 nm (možnosti: high-performance (HP), high-performance mobile (HPM), high-performance computing (HPC), high-performance low-power (HPL), low-power (LP), high-performance computing Plus (HPC+), ultra-low power (ULP)) with HKMG.
• 22 nm (možnosti: ultra-low power (ULP), ultra-low leakage (ULL))
• 20 nm
• 16 nm (možnosti: FinFET (fin field-effect transistor - FF), FinFET Plus (FF+), FinFET Compact (FFC))
• 12 nm (možnosti: FinFET Compact (FFC), FinFET NVIDIA (FFN)), enhanced version of 16 nm process.
• 10 nm (možnosti: FinFET (FF))
• 7 nm (možnosti: FinFET (FF), FinFET Plus (FF+), FinFET Pro (FFP), high-performance computing (HPC))
• 6 nm (možnosti: FinFET (FF)), zlepšený 7 nm process.
• 5 nm (možnosti: FinFET (FF)).

Výroba (do roku 2011)

Percentuálne zastúpenie množstva výroby daného výrobného procesu
Proces	Rok										Proces
	Q1 2009	Q2 2009	Q3 2009	Q4 2009	Q1 2010	Q2 2010	Q3 2010	Q4 2010	Q1 2011	Q2 2011
150 nm +	35%	35%	33%	30%	29%	28%	28%	27%	27%	28%	150 nm +
130 + 110 nm	16,7%	13%	14%	15%	13%	13%	14%	10%	9%	8%	130 + 110 nm
90 + 80 nm	25%	23%	18%	16%	17%	16%	12%	11%	10%	9%	90 + 80 nm
65 + 55 nm	23%	28%	31%	30%	27%	27%	29%	31%	32%	29%	65 + 55 nm
40 nm	0,3%	1%	4%	9%	14%	16%	17%	21%	22%	26%	40 nm
Proces	Q1 2009	Q2 2009	Q3 2009	Q4 2009	Q1 2010	Q2 2010	Q3 2010	Q4 2010	Q1 2011	Q2 2011	Proces
	Rok

Externé odkazy

• Oficiálne stránky spoločnosti TSMC

Zdroj

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku TSMC na českej Wikipédii.