TSMC का Arizona प्लांट 2025 में advanced chips का mass production शुरू करेगा

 (spectrum.ieee.org)
1 पॉइंट द्वारा GN⁺ 2024-12-29 | 1 टिप्पणियां | WhatsApp पर शेयर करें
  • कई वर्षों की planning, construction, geopolitical coordination और workforce से जुड़ी समस्याओं के बाद Phoenix प्लांट 4nm process पर mass production शुरू कर रहा है, और यह अमेरिका में advanced semiconductor manufacturing क्षमता की कसौटी बनेगा
  • अक्टूबर 2024 में घोषणा की गई कि Arizona प्लांट की yield Taiwan प्लांट्स से 4% अधिक है, और 2028 में दूसरा प्लांट 2nm या 3nm process को लक्ष्य बनाएगा
  • TSMC दुनिया के advanced chips का 90% बनाता है और Apple, Nvidia, Google, Amazon, Qualcomm आदि उस पर निर्भर हैं, इसलिए अमेरिका में production ग्राहकों की supply chain risk घटाने की मांग से जुड़ा है
  • इसे केवल CHIPS Act funding से समझाना मुश्किल है; COVID के शुरुआती दौर में chip shortage और Taiwan को लेकर China के कड़े बयानों ने Taiwan के बाहर fabs की जरूरत बढ़ा दी
  • Arizona प्लांट को cultural clashes, अमेरिका के permitting और building regulations, और engineers व technicians की कमी से पार पाना होगा, और यह TSMC के international expansion तथा अमेरिकी semiconductor manufacturing revival—दोनों को परखेगा

Phoenix fab का 2025 mass production

  • TSMC 2025 में Phoenix की advanced chip manufacturing facility में mass production शुरू करने वाला है
  • यह fab अमेरिका में advanced chip manufacturing आने का उदाहरण है, और यह परखने की भूमिका निभाता है कि 2022 का CHIPS and Science Act अमेरिका और उसके allies की semiconductor supply chain को स्थिर करने में योगदान दे सकता है या नहीं
  • फिलहाल Arizona fab 4nm node पर operate करने में सक्षम है
    • यह process Nvidia के सबसे advanced GPUs के manufacturing में इस्तेमाल होता है
  • अक्टूबर 2024 के अंत में TSMC ने घोषणा की कि Arizona प्लांट की yield Taiwan प्लांट्स से 4% अधिक है
    • शुरुआती yield को इस fab की efficiency मापने के लिए एक सकारात्मक संकेत माना जाता है

Process roadmap और अमेरिका में expansion

  • दूसरा Arizona fab 2028 में operation शुरू करने का लक्ष्य रखता है, और 2nm या 3nm node processes देने की योजना है
  • 4nm और 3nm chips 2022 से ही अन्य TSMC fabs में mass production में हैं
  • 2nm node इस साल Taiwan में mass production शुरू करने वाला है
  • TSMC भविष्य में अमेरिका में और advanced technology इस्तेमाल करने वाला तीसरा fab भी खोलने की योजना बना रहा है

CHIPS Act और ग्राहकों की supply chain मांग

  • TSMC को पहले Arizona प्लांट के construction के लिए CHIPS Act funding में 6.6 billion dollars मिलने की उम्मीद है
  • अमेरिका में semiconductor manufacturing की वापसी को केवल government support से नहीं समझाया जा सकता
    • TSMC दुनिया के advanced chips का 90% produce करता है
    • Apple, Nvidia, Google, Amazon, Qualcomm जैसी US-based companies TSMC पर निर्भर हैं
  • COVID के शुरुआती दौर के economic shock से पैदा हुई chip shortage और China के President Xi Jinping के Taiwan से जुड़े कड़े बयानों ने TSMC customers और international policymakers की बेचैनी बढ़ाई
  • TSMC ने 2020 में Arizona investment करने की मंशा घोषित की थी
  • TechInsights के Dan Hutcheson का मानना है कि CHIPS Act ने यह move पैदा नहीं किया; कंपनियां काफी हद तक खुद ही आगे बढ़ीं
    • Apple जैसे बड़े customers risk को minimize करने के लिए TSMC से दूसरे regions में fabs बनाने की मांग करते आए हैं

Taiwan के बाहर production और geopolitical logic

  • Hutcheson का मानना है कि TSMC fabs का Taiwan के बाहर भी होना customers और Taiwan दोनों के लिए बेहतर है
  • Taiwan की silicon shield का मतलब है कि TSMC की advanced chip manufacturing में dominant position ने अमेरिका और दूसरे देशों को Taiwan का समर्थन करने का कारण दिया है
  • यह चिंता भी बनी हुई है कि आगे चलकर यह shield एक target बन सकती है
    • अमेरिका और allies जितना ज्यादा केवल Taiwan में बनने वाले chips पर निर्भर होंगे, China Taiwan को निशाना बनाकर अमेरिकी अर्थव्यवस्था को बड़ा नुकसान पहुंचा सकता है
  • विश्लेषण है कि TSMC की geographical diversification Taiwan के target बनने की संभावना को कम कर सकती है
  • TSMC पहले ही Japan में fab खोल चुका है, और Germany में भी fab बना रहा है

Arizona fab में workforce और cultural clashes

  • Taiwan में Arizona fab को लेकर reactions मिले-जुले हैं
  • अप्रैल 2024 में Rest of World की एक investigation ने अमेरिकी workers और Taiwanese workers दोनों की शिकायतें सामने रखीं
    • Taiwan में एक साल training लेने वाले अमेरिकी workers ने खराब working conditions और inadequate training को मुद्दा बनाया
    • Taiwanese workers ने शिकायत की कि अमेरिकी लोग arrogant हैं और semiconductor fab के लिए जरूरी work ethic उनमें नहीं है
  • University of Chicago के economics professor Chang-Tai Hsieh कहते हैं कि TSMC एक military-style organization की तरह चलता है, जहां decision-making top-down होती है और सवाल न पूछने की culture है
  • Hudson Institute के Jason Hsu का मानना है कि कई अमेरिकी engineers में Silicon Valley-style “move fast and break things” attitude है, लेकिन semiconductor process में धूल का एक कण भी बाधा डाल सकता है, इसलिए adapt करना आसान नहीं है
  • Hutcheson कहते हैं कि ऐसे cultural clashes expected थे, और लगता है TSMC उनसे पार निकल गया है
    • समस्या यह हो सकती है कि company ने unrealistic goals और schedules तय किए थे
    • TSMC ने अमेरिकी fab construction को सिर्फ technical problem समझा, लेकिन असल capability culture और law पर काफी निर्भर करती है
    • अमेरिका में building codes और permitting processes शहर-दर-शहर अलग हो सकते हैं, इसलिए operating style Taiwan से अलग है
  • ज्यादा fabs खुलने के साथ अमेरिका engineers और technicians की shortage का भी सामना कर रहा है

Samsung और Intel के अमेरिकी fab plans

  • TSMC अकेली company नहीं है जो CHIPS Act support लेकर अमेरिका में advanced fab खोलना चाहती है
  • Samsung को Texas के Taylor में fab खोलने के लिए 6.4 billion dollars की संभावित funding मिलने वाली है
    • production timeline 2024 की दूसरी छमाही से खिसककर 2026 की संभावना तक पहुंच गई है
    • Hsieh का मानना है कि Samsung की सबसे बड़ी समस्या cultural clash नहीं है
    • व्याख्या यह है कि Samsung के Korea में बनने वाले chips के लिए भी पर्याप्त customers नहीं हैं, और Texas में higher cost पर बनने की संभावना वाले chips के लिए भी demand नहीं होगी
  • Intel CHIPS Act के प्रमुख lobbying companies में से एक था, और Pat Gelsinger के 2021 में CEO बनने के बाद से foundry business को फिर से खड़ा करने की कोशिश करता रहा है
    • Intel की technology पिछड़ गई है, और Samsung की तरह उसे पर्याप्त customers हासिल करने में मुश्किल हो रही है
    • Intel अमेरिका में नई sites खोलने की योजना बना रहा है
  • Intel को CHIPS Act की 8.5 billion dollars direct funding मिलने की उम्मीद है
    • Arizona और Ohio में advanced fabs का construction
    • New Mexico के 2 fabs को packaging facilities में बदलना
    • Oregon facility के लिए next-generation extreme ultraviolet lithography equipment खरीदने में इसका इस्तेमाल होने वाला है

बाकी variables

  • publication के समय तक यह स्पष्ट नहीं है कि Trump administration CHIPS Act के implementation को कैसे बदलेगा
  • अगर बड़े बदलाव नहीं होते, तो TSMC Arizona fab का opening एक साथ दो चीजों की परीक्षा होगा
    • क्या CHIPS Act अमेरिका में manufacturing को stimulate कर सकता है
    • क्या TSMC का international expansion काम कर सकता है
  • Hutcheson Phoenix में हो रही चीज़ों को बेहद surprising मानते हैं

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1 टिप्पणियां

 
GN⁺ 2024-12-29
Hacker News की राय

  • foundry process में ADVANCED शब्द अब आधिकारिक तौर पर 7nm से कम को दर्शाने लगा है, और खासकर चीन export regulations में इसके लिए ठोस मानक जोड़े गए हैं
    कुछ समय पहले ASML की घोषणा में भी यही मानक आया था
    यहां अहम उपलब्धि यह है कि TSMC ने home-ground advantage के बिना भी कितनी तेजी से फैक्ट्री बनाई और चालू की। मुझे नहीं लगता कि Intel, भले ही यह Intel 7nm fab होता, इस समयसीमा को दोहरा पाता
    ताइवान में, अगर pre-planning और approvals पर्याप्त हों, तो TSMC के पास 18 महीनों के भीतर, बल्कि ठीक से देखें तो 12 महीनों के करीब, fab बनाकर चलाने का रिकॉर्ड भी है
    इसलिए जब तक कोई चमत्कार न हो या अमेरिकी सरकार किसी खास हिस्से में अनुचित रूप से दखल न दे, मौजूदा टीम, management, board और investors की संरचना वाला Intel foundry के रूप में production capacity, price, lead time में TSMC की बराबरी कर पाएगा, इसकी संभावना लगभग 0 के करीब लगती है। Pat Gelsinger के जाने के बाद मेरी सारी आस्था और उम्मीद खत्म हो गई
    इस साल के अंत में TSMC 2nm पूरी तरह शुरू हो जाए तो TSMC का अमेरिकी plant भी, अगर अब तक शुरू नहीं हुआ है, 3nm पर काम शुरू करेगा

    • आखिरकार यह demand का सवाल ही लगता है। TSMC के लिए demand बेहद गर्म है, इसलिए वे कहीं भी नया fab जल्दी क्यों बना रहे हैं, यह समझ आता है
      Intel के पास वही incentive नहीं है। पैसे मिलना तो वे स्वाभाविक रूप से ले रहे हैं, और नया fab बनाने के बाद demand फूट पड़े, यही उम्मीद कर रहे हैं
      demand बनने से पहले completion होना उल्टा नुकसानदेह हो सकता है, इसलिए urgency अलग है
    • मेरी समझ में Xnm physical dimensions से असंबंधित एक marketing term है। अगर foundries बस naming rules बदल दें, तो इसे कानूनी तौर पर कैसे enforce किया जा सकता है, यह जानना चाहूंगा
    • अगर आप मानते हैं कि भविष्य का इतना consistently अनुमान लगा सकते हैं, तो stock investment की दिशा भी साफ हो जाएगी
      लेकिन जैसे Intel ने तेजी और अचानक अपनी बढ़त गंवाई, वैसे TSMC भी किसी समय research dead end से टकरा सकता है और कोई उसे पीछे छोड़ सकता है

  • सच में समझ नहीं आता कि ताइवान का नेतृत्व CHIPS Act और चीन पर sanctions के इर्द-गिर्द अमेरिका के अंतिम उद्देश्य को क्यों नहीं देख पा रहा
    अमेरिकी सरकार छल, दबाव और दुर्भावना से TSMC को छीनने की कोशिश कर रही है, और साथ ही advanced chips चीन को बेचकर मिल सकने वाली revenue को रोककर उसका खर्च ताइवान से चुकवा रही है
    TSMC सफलतापूर्वक अमेरिका में shift हो भी जाए तो भी उसे सुरक्षित महसूस नहीं करना चाहिए
    Anglo-American दुनिया में piracy की लंबी परंपरा है, और TikTok के मामले में दिखा कि अमेरिका दूसरों को free trade और stable legal order का उपदेश देता है, जबकि खुद बिना शर्म के खुला mercantilism करता है

    • क्या आप इस बात पर नाराज़ हैं कि अमेरिका अपने national interest के हिसाब से काम कर रहा है?

  • अच्छी खबर है, और अभी अमेरिका में बन रहे semiconductors में यह बिना विवाद सबसे advanced semiconductor हो सकता है

    • Wikipedia के अनुसार Intel 3 तकनीकी स्तर पर TSMC 3nm के लगभग बराबर पहुंच चुका है [1], लेकिन transistor density लिखी नहीं है
      Intel, Intel 3 से Xeon 6 बना रहा है [2]
      इसलिए देखा जाए तो Intel के पास अमेरिका में TSMC से ज्यादा advanced process हो सकता है। TSMC अगले साल अमेरिका में 4nm कर रहा होगा
      हालांकि Intel का production volume शायद ज्यादा नहीं होगा
      [1] https://en.wikipedia.org/wiki/3_nm_process#cite_note-74
      [2] https://www.intel.com/content/www/us/en/products/details/pro...
    • यह 4nm facility है। Intel का 18A process उससे आगे है
      उम्मीद है यह अच्छा चले, लेकिन अगर fail हुआ तो मैं इसे Intel का अंत मानूंगा
    • ऐसा हो सकता है, लेकिन factory के पास रहने वालों के लिए मुझे यकीन नहीं
      “Sierra Club सहित environmental और public health groups, President Joe Biden से उस विवादित bill पर veto लगाने की अपील कर रहे हैं जो CHIPS Act federal funding के लिए आवेदन करने वाली ज्यादातर semiconductor कंपनियों को National Environmental Policy Act, यानी NEPA, द्वारा मांगे गए अहम environmental reviews पूरे किए बिना आगे बढ़ने देता है”
      “semiconductor industry को NEPA से exempt करना बिल्कुल भी justified नहीं है। खासकर यह देखते हुए कि इस industry में PFAS और दूसरे toxic chemicals का इस्तेमाल काफी बढ़ने की उम्मीद है, और facilities के आसपास हवा और पानी में ऐसे खतरनाक chemicals छोड़ने का इसका इतिहास रहा है,” Center for Environmental Health के senior legislative counsel Tom Fox ने कहा
      https://www.sierraclub.org/press-releases/2024/10/environmen...

  • पर्याप्त political और military pressure और लगभग असीमित पैसा बांटने की क्षमता हो तो production को अमेरिका shift करना सच में संभव है, यह दिखाता है
    अमेरिका और ताइवान के बीच किसी भी deal के पीछे हमेशा military backdrop रहेगा। ताइवान को हाल में कुछ अच्छे नए military equipment भी मिले हैं
    ऐसी चीजें यूक्रेन में कभी देखने को नहीं मिलेंगी

  • लेकिन 2nm process(N2{,P,X}) 2028 के आसपास तक नहीं आएगा। यह delay अब भी protectionism दिखाता है
    जब तक अमेरिका के पास diffusion process और packaging सहित पूरी process chain में 2nm capability वाली एक, और संभव हो तो कई, अमेरिकी कंपनियां नहीं होतीं, तब तक असली domestic strategic capability मानना मुश्किल है

    • Intel के अलावा कौन-सी अमेरिकी company यह कोशिश कर सकती है, समझ नहीं आता
      IBM अभी भी related research करता है, लेकिन business में इसका इस्तेमाल करना छोड़ चुका है
      अगर मुझे सही याद है, तो IBM ने 2nm process technology की research जापान की Rapidus को license की थी
      अमेरिका में 2nm foundry service शुरू करने का risk लेने वाली कोई और company याद नहीं आती
    • क्या वही Intel 18A नहीं है? कुछ मामलों में N2 से खराब, और कुछ में बेहतर
      कुल मिलाकर यह similar लगता है, और अगले साल का schedule भी अभी कायम दिखता है

  • लेकिन यह factory शायद अपने दम पर खड़ी नहीं रह पाएगी। अगर ताइवान की TSMC के साथ कुछ बुरा होता है, तो शायद वे fab को और latest process पर shift नहीं कर पाएंगे

    • Rome एक दिन में नहीं बना था। मैं इसे उसी के लिए stepping stone मानता हूं
    • यह शानदार contingency plan है। अगर island गिर जाता है, तो local infrastructure को destroy या damage करने के बाद अमेरिका में फिर से rebuild किया जा सकता है
      यहां destroy का मतलब बड़े पैमाने पर physical destruction नहीं है। यह keys और कुछ key components हटाने का combination है
      message यह है: “तुम island ले सकते हो, business नहीं”
    • मेरी समझ में independent operation संभव है। बस यह cutting-edge process नहीं बनाएगा, और समय के साथ catch up करेगा

  • मेरी समझ के अनुसार ये लोग die बनाते हैं, और final chip बनाने के लिए इन्हें चीन या ताइवान export करना पड़ता है

  • यह sovereign nation ताइवान की जीत है, और bottom-up तरीके से खड़ी की गई industry की रक्षा करना है

    • तो क्या इससे अमेरिका के पास ताइवान की रक्षा करने का incentive खत्म नहीं हो जाएगा?
      अटकल है, लेकिन अगर चीन ताइवान पर हमला करता है, तो अमेरिका के लिए invasion के दौरान fabs चीन के हाथ न लगें, इसलिए ताइवान के fabs पर bomb गिराना सस्ता पड़ सकता है
      इसके अलावा ताइवान के researchers और engineers को उदार asylum भी दिया जा सकता है। उसके बाद ताइवान का क्या होता है, इससे फर्क नहीं पड़ सकता

  • silicon shield बनाए रखने के लिए ताइवान के बाहर कभी भी ज्यादा advanced process नहीं रखा जाएगा

  • क्या यह fab ताइवान के TSMC fabs के बराबर है? मैं अलग-अलग process की स्थिति follow नहीं कर पा रहा, इसलिए पूछ रहा हूं

    • ताइवान में एक कानून है जो एक generation से ज्यादा पीछे न रहने वाली technology के export पर रोक लगाता है
      https://www.taipeitimes.com/News/biz/archives/2024/11/08/200...
      article में लिखा है कि Arizona 4nm mass production की तैयारी कर रहा था, शायद उनके पास अभी वही process है
    • नहीं। TSMC का 4nm process 5nm family में आता है
      3nm एक साल से ज्यादा समय से ship हो रहा है, और अभी तथा अगले कुछ वर्षों तक केवल ताइवान में ही produce होगा