L'expérience et les processus rationalisés donnent à Taiwan un grand avantage
La vue d'ensemble: Les États-Unis et de nombreux marchés occidentaux ne sont tout simplement pas aussi efficaces que Taiwan dans les opérations de fabrication de semi-conducteurs (FAB) de construction. Selon les rapports, 18 nouveaux projets de construction Fab sont prévus pour 2025 seulement, ce qui rend crucial à relever ces défis. L'Occident doit rationaliser les processus de construction Fab pour rattraper les écosystèmes semi-conducteurs bien établis de Taiwan et d'autres centres de fabrication asiatique.
TSMC a rencontré des défis importants lorsqu'il a commencé à construire son FAB en Arizona, confronté à un trifecta de problèmes qui ont souligné le contraste frappant entre la construction FAB aux États-Unis et à Taïwan. Premièrement, le TSMC a eu du mal à trouver des travailleurs qualifiés localement, un problème rarement rencontré à Taïwan. Deuxièmement, les différences culturelles entre la gestion taïwanaise de TSMC et les employés américains ont créé des obstacles imprévus. Peut-être le plus critique, la navigation des réglementations locales s'est avérée difficile pour le fabricant mondial de puces.
Cependant, ces problèmes n'étaient pas uniquement dus à l'inexpérience de TSMC sur le marché américain. Ils ont plutôt mis en évidence un écart fondamental dans l'efficacité de la construction Fab entre les États-Unis et Taïwan.
Taiwan a développé une expertise remarquable dans la construction d'installations de fabrication de semi-conducteurs, suivie de près par la Chine et l'Asie du Sud-Est. Cette efficacité est évidente dans les délais et les coûts associés à la construction fabuleuse dans différentes régions.
Comme l'a rapporté Semiconductor Digest, Herbert Blaschitz, vice-président exécutif de l'unité commerciale mondiale pour les installations de technologie avancée à Exyte, a pris la parole lors du récent symposium de stratégie semi-industrie pour nommer) – a été construit en environ 20 mois.
En revanche, les FAB aux États-Unis prennent généralement environ 38 mois à terminer, des permis et de la conception jusqu'au début de la production de plaquettes. La construction Fab européenne se situe entre ces extrêmes, en moyenne environ 34 mois.
La disparité des coûts est tout aussi frappante. Les coûts de construction des FAB aux États-Unis sont à peu près doubler ceux de Taiwan, même si les coûts de l'équipement de processus restent similaires. Blaschitz a succinctement résumé cette différence: « La construction d'un fabuleux de tranche en Occident coûte deux fois plus et prend deux fois plus de temps par rapport à la création d'un à Taiwan. »
La principale raison de l'efficacité supérieure de Taiwan dans la construction Fab est l'expérience. « Leur chaîne d'approvisionnement est incroyablement bonne », a expliqué Blaschitz. « Et très souvent, ce n'est pas qu'ils sont beaucoup plus précis, mais ils savent ce qu'ils font. »
Cette expérience se traduit par un processus de construction plus rationalisé. Les constructeurs taïwanais travaillent souvent avec des informations moins détaillées que leurs homologues occidentaux. « Si vous regardez un dessin à Taiwan, la moitié des choses que vous trouveriez dans le monde occidental manquent », a déclaré Blaschitz. « Ils n'ont pas besoin de ce niveau de détail; ils le font tous les jours, et cela les rend très productifs. »
Pour saisir pleinement l'ampleur de cet écart d'efficacité, il est essentiel de comprendre l'échelle de la construction fabuleuse moderne. Les installations de fabrication des semi-conducteurs d'aujourd'hui sont des merveilles de l'ingénierie et de la logistique. Selon Blaschitz, les grands FAB nécessitent plus de 20 milliards de dollars de dépenses en capital, avec 4 à 6 milliards de dollars alloués uniquement à l'établissement lui-même.
La construction d'une telle installation exige entre 30 et 40 millions d'heures de travail et implique la gestion de grandes quantités de matériaux, dont 83 000 tonnes d'armature en acier, 5 600 miles de câblage et 785 000 verges cubes de béton.
Un Fab à grande échelle typique abrite une salle blanche de 430 000 pieds carrés contenant 2 000 outils de processus. Chaque outil nécessite une moyenne de 50 connexions individuelles de processus et de services publics, ce qui entraîne plus de 50 000 connexions totales dans l'installation.
La Loi sur les puces américaines vise à traiter ce déséquilibre, mais les experts de l'industrie estiment que des mesures supplémentaires sont nécessaires. Blaschitz préconise la «commission virtuelle» comme solution potentielle. Cette approche consiste à créer un jumeau numérique du FAB pendant la phase de planification et de conception, permettant la mise en service virtuelle avant le début de la construction physique.
