Aber Cook ignoriert eine unangenehme Tatsache: Die Fabrik in Arizona wird wenig dazu beitragen, die USA bei Chips unabhängig zu machen. Die Fabrik war ein Schwerpunkt von Bidens Plan und der Bau wird 40 Milliarden US-Dollar kosten. Das liegt daran, dass viele fortschrittliche Chips, die in Arizona für Apple oder andere Kunden wie Nvidia, AMD und Tesla hergestellt werden, laut Interviews mit mehreren TSMC-Ingenieuren und ehemaligen Apple-Mitarbeitern immer noch in Taiwan zusammengebaut werden müssen, ein Prozess, der als Verpackung bezeichnet wird.
TSMC habe keine Pläne, Verpackungsanlagen in Arizona oder anderswo in den Vereinigten Staaten zu bauen, was vor allem auf die hohen Kosten solcher Projekte zurückzuführen sei, sagten Mitarbeiter.
Die Offenlegung deutet darauf hin, dass die TSMC-Fabrik in Arizona zwar politisch punkten könnte, die Abhängigkeit der USA von Taiwan jedoch nicht verringern wird. Das Werk wird 2025 mit der Großproduktion beginnen und in zwei Werken 4.500 Mitarbeiter beschäftigen.
Die Unfähigkeit von TSMC, Chips für Apple und andere Unternehmen in den USA vollständig zu montieren, zeigt, wie schwierig es für Biden sein wird, die Chipfertigung in die USA zu bringen, ohne die gesamte Halbleiterlieferkette komplett umzugestalten. Die Halbleiterlieferkette ist hauptsächlich in Asien konzentriert. Taiwan nimmt in diesem Bereich eine besonders wichtige Position ein.
Cook hat erklärt, dass Apple in seinem Werk in Arizona der größte Kunde von TSMC sein wird, machte jedoch keine Angaben darüber, welche Chips dort produziert werden oder wie viele. Die Verpackung der weniger kritischen Chips der Unternehmen, darunter auch die für iPads und MacBooks, kann außerhalb Taiwans abgewickelt werden.
Auch Nvidia, AMD und Tesla planen, die Fabrik in Arizona zur Herstellung von Chips zu nutzen, machten jedoch keine Angaben zu den Fabriken. Aber TSMC-Mitarbeiter sagen, dass die fortschrittlichsten Chips für künstliche Intelligenz, darunter Nvidias begehrter H100-Chip, immer noch auf Verpackungstechnologie angewiesen sind, die TSMC nur in Taiwan verwendet. Als Reaktion auf die explosionsartige Nachfrage nach künstlicher Intelligenz gibt TSMC Milliarden von Dollar aus, um seine Fähigkeit zur Verpackung dieser Chips in Taiwan zu erweitern.
„Riesiger Aufwand“
Wann oder ob TSMC hochmoderne Chipverpackungen in die USA bringen wird, hängt von den Kosten ab. Paul Triolo, Senior Vice President für den Betrieb in China beim Beratungsunternehmen DGA-Albright Stonebridge Group, sagte, dass die TSMC-Fabrik in Arizona nicht genügend Chips produziert, um den Preis für den Bau fortschrittlicher Verpackungsanlagen dort zu rechtfertigen.
Er sagte:
„Der Bau einer solchen Anlage ist mit einem enormen (Kapital-), Zeit- und Arbeitsaufwand verbunden, und es scheint unwahrscheinlich, dass TSMC dies bald in der Wüste von Arizona tun wird, insbesondere angesichts all der Probleme, mit denen das Unternehmen bisher in Bezug auf Bau, Kosten und Personal konfrontiert war.“
Die Probleme veranlassten TSMC, den Baubeginn um ein Jahr auf 2025 zu verschieben, nachdem das Unternehmen im Juli erklärt hatte, dass es Schwierigkeiten habe, genügend Fachkräfte für den Bau der Fabrik zu finden.
Chip-Analysten wie Triolo und Branchengruppen wie das Institute of Printed Circuits sagen, Washington habe nicht genug getan, um Unternehmen, die sich mit Verpackungen befassen, zu ermutigen, ihre Aktivitäten in die Vereinigten Staaten zu verlagern, wo nur 3 % der weltweiten fortschrittlichen Verpackungen produziert werden.
Die US-Regierung erkennt die Lücke bei fortschrittlichen Verpackungen. Die Vereinigten Staaten haben letztes Jahr das CHIPS-Gesetz verabschiedet, das rund 52 Milliarden US-Dollar an Subventionen für Chipunternehmen bereitstellt, die Fabriken in den Vereinigten Staaten bauen. Der Gesetzentwurf fordert die Einrichtung eines nationalen Programms zur Herstellung fortschrittlicher Verpackungen. Das Programm wird in diesem Jahr mindestens 2,5 Milliarden US-Dollar aus dem CHIP-Gesetz erhalten, was laut IPC zeigt, dass der Verpackung „keine klare Priorität eingeräumt wird“.
Das US-Handelsministerium spielte eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung des CHIP-Gesetzes. Ein Sprecher des Handelsministeriums wollte sich nicht zu potenziellen Antragstellern äußern, die eine Finanzierung für fortschrittliche Verpackungsanlagen beantragen, verwies jedoch auf eine Rede der US-Handelsministerin Gina Raimondo im Februar, in der sie sagte, die Vereinigten Staaten würden mehrere hochvolumige fortschrittliche Verpackungsanlagen entwickeln und zu einem weltweiten Marktführer auf diesem Gebiet werden.
Aber ohne weitere Subventionen sei unklar, wie fortschrittliche Verpackungsunternehmen die hohen Kosten für den Bau von Anlagen in den USA im Vergleich zu Asien rechtfertigen könnten, sagte Triolo.
Bei der Chipverpackung wird der Chip in ein Schutzmaterial eingekapselt und die Chipkomponenten so nahe wie möglich beieinander platziert, um die Distanz zu verringern, die die Signale zwischen ihnen zurücklegen müssen. Da die Branche mit physikalischen Einschränkungen hinsichtlich der Anzahl der Transistoren, die auf Chipwafer geätzt werden können, konfrontiert ist, sind hochmoderne Verpackungen für die Verbesserung der Chipleistung wichtig geworden. TSMC und ein weiteres taiwanesisches Unternehmen, ASEGroup, fertigen in Taiwan viele der fortschrittlichsten Verpackungen der Welt, Samsung Electronics verfügt über bedeutende Anlagen in Südkorea und Intel, ein Pionier auf diesem Gebiet, baut eine große Anlage für fortschrittliche Verpackungen in Malaysia.
Aber kein anderes Unternehmen kann in diesem Bereich mit TSMC mithalten. Das Unternehmen entwickelte die in iPhones verwendete fortschrittliche Verpackung zunächst für einen anderen Kunden, Qualcomm, doch Qualcomm nutzte die Technologie letztendlich nicht, so aktuelle und ehemalige TSMC-Mitarbeiter. Stattdessen begann Apple bereits 2016 damit, es für den Hauptchip des iPhones zu verwenden.
Auch heute noch verwendet der Hauptchip des iPhones eine von TSMC entwickelte fortschrittliche Verpackungsmethode, die sogenannte integrierte Fan-Out-Verpackung, auch bekannt als InFO_PoP. Dieser Ansatz platziert den Speicher des iPhones auf dem Prozessor, wodurch der gesamte Chip kleiner und dünner wird, um seine Energieeffizienz und Leistung zu verbessern.
Apple-Rabatte
Ehemalige Apple- und TSMC-Mitarbeiter sagten, Apple habe viel für die Nutzung der fortschrittlichen Verpackung von TSMC bezahlt und Apple sei der einzige Kunde, der die Methoden von TSMC in großem Umfang nutzt.
Früher gemeldete Informationen zeigten jedoch, dass Apple einen großen Rabatt auf die Verpackung von TSMC erhielt, da diese an einen kommerziellen Vertrag mit TSMC zur Herstellung von Prozessorchips gebunden war, was Apple einzigartige Vorteile verschaffte. Apple nutzt die fortschrittliche Verpackung von TSMC auch für die Apple Watch und seine fortschrittlichsten Mac-Desktop-Computer.
Patel von SemiAnalysis sagte, dass es TSMC-Kunden wie Apple und Nvidia mit der Weiterentwicklung der Chip-Verpackung schwerer fallen werde, sich von Fabriken in Taiwan zu trennen. Dies liegt daran, dass TSMC immer die neuesten Herstellungs- und Verpackungsprozesse vor Ort entwickelt, wo die Kosten niedriger sind und Talente leichter zu finden sind.
Dies bedeutet, dass die zukünftigen fortschrittlichen Verpackungsmethoden von TSMC, die Apple in Betracht zieht, mit ziemlicher Sicherheit nur in Taiwan verfügbar sein werden. Laut einem TSMC-Mitarbeiter mit direkten Kenntnissen der Angelegenheit prüft Apple, dass zukünftige MacBooks und Mac-Computer möglicherweise Small Outline Integrated Circuits (Small Outline Integrated Circuit) verwenden, die den Prozessor in kleinere Teile aufteilen und diese zusammenstapeln, um den Gesamtchip kleiner zu machen und gleichzeitig die Leistung zu verbessern.