Maar Cook omzeilt een ongemakkelijk feit: de fabriek in Arizona zal weinig doen om de VS zelfredzaam te maken op het gebied van chips. De fabriek stond centraal in het plan van Biden en zal 40 miljard dollar kosten om te bouwen. Dat komt omdat veel geavanceerde chips die in Arizona worden vervaardigd voor Apple of andere klanten zoals Nvidia, AMD en Tesla nog steeds in Taiwan moeten worden geassembleerd, een proces dat bekend staat als verpakking, zo blijkt uit interviews met meerdere TSMC-ingenieurs en voormalige Apple-werknemers.
TSMC heeft geen plannen om verpakkingsfabrieken te bouwen in Arizona of elders in de Verenigde Staten, voornamelijk vanwege de hoge kosten van dergelijke projecten, aldus medewerkers.
De onthulling suggereert dat de fabriek van TSMC in Arizona politieke punten kan scoren, maar de Amerikaanse afhankelijkheid van Taiwan niet zal verminderen. De fabriek zal in 2025 met de grootschalige productie beginnen en zal in twee fabrieken 4.500 mensen tewerkstellen.
Het onvermogen van TSMC om chips volledig te assembleren voor Apple en andere bedrijven in de Verenigde Staten laat zien hoe moeilijk het voor Biden zal zijn om de chipproductie naar de Verenigde Staten te brengen zonder de hele toeleveringsketen van halfgeleiders volledig te hervormen. De toeleveringsketen van halfgeleiders is voornamelijk geconcentreerd in Azië. Taiwan neemt op dit gebied een bijzonder belangrijke positie in.
Cook heeft gezegd dat Apple de grootste klant van TSMC zal zijn in zijn fabriek in Arizona, maar gaf niet aan welke chips daar zouden worden geproduceerd of hoeveel er zouden worden geproduceerd. Het verpakken van de minder kritische chips van de bedrijven, waaronder die voor iPads en MacBooks, kan buiten Taiwan worden afgehandeld.
Nvidia, AMD en Tesla zijn ook van plan de fabriek in Arizona te gebruiken om chips te produceren, maar ze specificeerden niet welke fabrieken. Maar werknemers van TSMC zeggen dat de meest geavanceerde kunstmatige intelligentiechips, waaronder de felbegeerde H100-chip van Nvidia, nog steeds vertrouwen op verpakkingstechnologie die TSMC alleen in Taiwan gebruikt. TSMC geeft miljarden dollars uit om zijn vermogen om deze chips in Taiwan te verpakken uit te breiden als reactie op de explosie van de vraag naar kunstmatige intelligentie.
'Enorme kosten'
Wanneer en of TSMC geavanceerde chipverpakkingen naar de Verenigde Staten zal brengen, hangt af van de kosten. Paul Triolo, senior vice-president voor Chinese activiteiten bij adviesbureau DGA-Albright Stonebridge Group, zei dat de fabriek van TSMC in Arizona niet genoeg chips produceert om de prijs van het bouwen van geavanceerde verpakkingsfaciliteiten daar te rechtvaardigen.
Hij zei:
"Het bouwen van een dergelijke faciliteit vergt een enorme uitgave van (kapitaal), tijd en moeite, en het lijkt onwaarschijnlijk dat TSMC dit binnenkort in de woestijn van Arizona zal doen, vooral gezien alle problemen die het bedrijf tot nu toe is tegengekomen met de bouw, de kosten en het personeel."
De problemen waren voor TSMC aanleiding om de start van de bouw met een jaar uit te stellen tot 2025, nadat het bedrijf in juli zei dat het moeite had om voldoende geschoolde arbeidskrachten te vinden om de fabriek te bouwen.
Chipanalisten zoals Triolo en industriegroepen zoals het Institute of Printed Circuits zeggen dat Washington niet genoeg heeft gedaan om bedrijven die betrokken zijn bij verpakkingen aan te moedigen hun activiteiten naar de Verenigde Staten te verplaatsen, waar slechts 3% van de mondiale geavanceerde verpakkingen plaatsvindt.
De Amerikaanse overheid erkent het gat in geavanceerde verpakkingen. De Verenigde Staten hebben vorig jaar de CHIPS Act aangenomen, die ongeveer 52 miljard dollar aan subsidies verstrekte aan chipbedrijven die fabrieken bouwden in de Verenigde Staten. Het wetsvoorstel roept op tot de oprichting van een nationaal programma voor de productie van geavanceerde verpakkingen. Het programma zal dit jaar minstens 2,5 miljard dollar aan financiering ontvangen uit de CHIP Act, waaruit volgens IPC blijkt dat verpakkingen "geen duidelijke prioriteit krijgen".
Het Amerikaanse ministerie van Handel speelde een sleutelrol bij de ontwikkeling van de CHIP Act. Een woordvoerder van het ministerie van Handel wilde geen commentaar geven op potentiële aanvragers die financiering zoeken voor geavanceerde verpakkingsfaciliteiten, maar wees op een toespraak in februari van de Amerikaanse minister van Handel Gina Raimondo, waarin zij zei dat de Verenigde Staten meerdere geavanceerde verpakkingsfaciliteiten voor grote volumes zouden ontwikkelen en een wereldleider op dit gebied zouden worden.
Maar zonder meer subsidies is het onduidelijk hoe geavanceerde verpakkingsbedrijven de hoge kosten van het bouwen van faciliteiten in de VS kunnen rechtvaardigen in vergelijking met Azië, zei Triolo.
Chipverpakking omvat het inkapselen van de chip in beschermend materiaal en het zo dicht mogelijk bij elkaar plaatsen van de chipcomponenten om de afstand die signalen tussen hen moeten afleggen te verkleinen. Nu de industrie te maken krijgt met fysieke beperkingen met betrekking tot het aantal transistors dat op chipwafels kan worden geëtst, is geavanceerde verpakking belangrijk geworden voor het verbeteren van de chipprestaties. TSMC en een ander Taiwanees bedrijf, ASEGroup, verwerken veel van 's werelds meest geavanceerde verpakkingen in Taiwan, Samsung Electronics heeft aanzienlijke faciliteiten in Zuid-Korea, en Intel, een pionier op dit gebied, bouwt een grote geavanceerde verpakkingsfaciliteit in Maleisië.
Maar geen enkel ander bedrijf kan TSMC op dit gebied evenaren. Het bedrijf ontwikkelde de geavanceerde verpakking die in iPhones wordt gebruikt in eerste instantie voor een andere klant, Qualcomm, maar Qualcomm maakte volgens huidige en voormalige TSMC-medewerkers uiteindelijk geen gebruik van de technologie. In plaats daarvan begon Apple het al in 2016 te gebruiken voor de hoofdchip van de iPhone.
Tegenwoordig maakt de hoofdchip van de iPhone nog steeds gebruik van een geavanceerde verpakkingsmethode ontwikkeld door TSMC, genaamd Integrated Fan-Out Packaging, ook bekend als InFO_PoP. Deze aanpak plaatst het geheugen van de iPhone op de processor, waardoor de algehele chip kleiner en dunner wordt, wat de energie-efficiëntie en prestaties verbetert.
Apple-kortingen
Voormalige werknemers van Apple en TSMC zeiden dat Apple veel heeft betaald om de geavanceerde verpakking van TSMC te gebruiken, en dat Apple de enige klant is die de methoden van TSMC op grote schaal gebruikt.
Uit eerder gerapporteerde informatie bleek echter dat Apple een grote korting kreeg op de verpakkingen van TSMC omdat het bedrijf gebonden was aan een commercieel contract met TSMC voor de productie van processorchips, wat Apple unieke voordelen opleverde. Apple gebruikt ook de geavanceerde verpakking van TSMC voor de Apple Watch en de meest geavanceerde Mac-desktopcomputers.
Patel van SemiAnalysis zei dat naarmate de chipverpakking geavanceerder wordt, TSMC-klanten zoals Apple en Nvidia het moeilijker zullen vinden om zich te scheiden van fabrieken in Taiwan. Dit komt omdat TSMC altijd lokaal de nieuwste productie- en verpakkingsprocessen ontwikkelt, waar de kosten lager zijn en talent gemakkelijker te vinden is.
Dit betekent dat de toekomstige geavanceerde verpakkingsmethoden van TSMC die Apple overweegt te gebruiken vrijwel zeker alleen beschikbaar zullen zijn in Taiwan. Volgens een TSMC-medewerker met directe kennis van de zaak evalueert Apple dat toekomstige Macbooks en Mac-computers gebruik kunnen maken van Small Outline Integrated Circuits (Small Outline Integrated Circuit), die de processor in kleinere stukken verdeelt en op elkaar stapelt om de algehele chip kleiner te maken en tegelijkertijd de prestaties te verbeteren.