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Japanische Chip-Renaissance

TSMC: japanische Fab nach nur 22 Monaten Bauzeit

26. Februar 2024, 7:23 Uhr | Heinz Arnold

Morris Chang, 92, Gründer von TSMC, ist überzeugt, dass das Joint-venture Japan Advanced Semiconductor Manufacturing (JASM) eine Renaissance für die japanische Chipindustrie einläuten wird. Die Fab wurde mit Hilfe der japanischen Regierung und japanischen Partnern in Rekordzeit fertiggestellt.

TSMC hat seine neue japanische Fab JASM nach nur 22 Monaten Bauzeit feierlich eröffnet. Sogar Morris Chang reiste zur Eröffnungszeremonie nach Japan.

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Morris Chang hatte TSMC 1987 – nachdem er bei Texas Instruments Karriere gemacht hatte und zum Vice President aufgestiegen war – gegründet und viele Jahre als CEO geführt. Neben Morris Chang waren bei der feierlichen Eröffnung von JASM (Japan Advanced Semiconductor Manufacturing) am Standort Kikuyo auf der südjapanischen Insel Kyushu auch TSMC-Chairman Mark Liu und TSMC-CEO C.C. Wei anwesend. Chang war Pionier des Pure-Play-Foundry-Geschäftsmodells. Hier hält TSMC laut Trendforce heute einen weltweiten Marktanteil von 60 Prozent (3. Quartal 2023).

Die neue Fab in Kikuyo werde nach den Worten von Morris Chang sowohl die globale Halbleiterlieferkette stärken als auch »zu einer Renaissance der Halbleiterfertigung in Japan führen.« Die neue Fab soll im vierten Quartal dieses Jahres die Produktion aufnehmen. Die Kapazität liegt bei 55.000 Wafern mit einem Durchmesser von 300 mm. Es werden ICs mit Strukturgrößen von 12, 16, 22 und 28 nm gefertigt.

TSMC produziert einen Großteil der weltweit hergestellten ICs, allein bei den High-End-ICs hält TSMC einen Anteil von rund 80 Prozent. Die Fabs des Halbleitergiganten liegen überwiegend in Taiwan. Wegen der Spannungen zwischen China und Taiwan dringen die Regierungen vieler Länder und Weltregionen darauf, dass TSMC auch Fabs außerhalb von Taiwan baut.

In Japan wurde nun die erste dieser neuen Fabs eröffnet. Derzeit baut TSMC auch in Arizona USA und plant in Dresden ebenfalls eine neue Fab zu errichten.

In Dresden hat TSMC zusammen mit Bosch, Infineon und NXP das Joint Venture European Semiconductor Manufacturing (ESMC) gegründet, das die Fab in Dresden bauen wird. Die Produktion von 12-, 16-, 22- und 28-nm-ICs für den Einsatz in Autos und der Industrie soll Ende 2027 starten.

Bau der US-Fabs verzögert sich

In den USA hat sich der Bau der zwei US-Fabs in Phoenix/Arizona verzögert, die Eröffnung der ersten wurde bereits um ein Jahr von 2024 nach 2025 verschoben. Die zweite Fab, die für die Fertigung von 3-nm-ICs vorgesehen ist, wird nicht wie ursprünglich geplant 2026 die Produktion starten, sondern erst 2027 oder 2028 und zunächst ICs mit größeren Strukturen herstellen.

Die Verzögerungen sind zum Teil darauf zurückzuführen, dass TSMC die Gewerkschaften erst mit dem Versprechen beruhigen mussten, lokale Arbeitskräfte anzuheuern und auszubilden. Noch schwerer ins Gewicht fällt, dass TSMC in den USA völlig auf sich allein gestellt ist, während JASM-Partner Denso und Sony sowie jetzt auch Toyota genau wissen, wie große Projekte in Japan schnell vorangetrieben werden können und gleichzeitig auch große Kunden für die Chips von JASM sind. Und schließlich fehlt es in den USA an Fachkräften, die in der Lage sind, die Fabs zu bauen, das Equipment zu installieren und sie hochzufahren.

JASM hat geopolitische Bedeutung

The Japan Times zitiert Chris Miller, Autor des Buches »Chip War: The Fight for the World's Most Critical Technology« mit den Worten: »JASM ist das wichtigste internationale Investment von TSMC seit vielen Jahren und stärkt das politische Verhältnis zwischen Taiwan und Japan zu einer Zeit, in der Taiwan nach starken Freunden Ausschau hält, die dabei helfen, dem chinesischen Druck zu widerstehen.«

Kosten in Japan höher - aber nierdiger als in den USA und Europa

Japan nehme nun eine sehr wichtige Position in der globalen Strategie von TSMC ein, erklärte Premierminister Fumio Kishada während der Eröffnungszeremonie. Japan liegt damit im Rennen um attraktive Standorte für TSMC ganz vorne. Die Regierung hat den Bau der Fab mit 40 Prozent der Kosten in Höhe von 7,3 Mrd. Dollar subventioniert. Auch Denso und Sony sind mit 6 und 5,5 Prozent an JASM beteiligt. Laut TSMC liegen die Kosten für den Bau von neuen Fabs in Japan zwar etwas höher als in Taiwan, aber niedriger als in den USA und in Europa.

TSMC leitet japanische Chip-Renaissance ein

Der japanischen Regierung dürfte es vor allem auf die von Chang erwähnte Renaissance der eigenen Chipindustrie ankommen, bei der TSMC offenbar eine wichtige Rolle spielen soll. Deshalb ist es für Japan – auch in Hinblick auf die Verzögerungen beim Bau neuer Fabs in den USA – ein Erfolg, dass JASM nach so kurzer Bauzeit eröffnet werden konnte.

Japanisches Chip-Wiederaufbauprogramm

Insgesamt will Japan über 26 Mrd. Dollar in den Wiederaufbau der eigenen Chipindustrie stecken. Denn der weltweite Marktanteil der japanischen Halbleiterindustrie ist von über 50 Prozent Ende der 80er Jahre des vergangenen Jahrhunderts auf jetzt rund zehn Prozent eingebrochen. Das aktuelle Ziel der japanischen Regierung besteht darin, den Anteil der im eigenen Land produzierten ICs bis 2030 zu verdreifachen.

TSMC weiß die Unterstützung des japanischen Staates zu schätzen und hat bereits den Bau einer zweiten Fab angekündigt, für die die japanische Regierung wiederum großzügige Unterstützung in Höhe von fast 5 Mrd. Dollar zugesagt hat und in die Denso, Sony und Toyota investieren wollen. Baubeginn soll Ende 2024 sein, Produktionsstart Ende 2027. In dieser Fab sollen ICs mit kleineren Strukturgrößen als in der ersten Fab gebaut werden, so dass sich die dort gebauten Chips auch für den Einsatz im KI-Umfeld und im autonomen Fahren eignen. Die zweite Fab eingeschlossen soll die Kapazität von JASM auf insgesamt 100.000 Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm pro Monat kommen, auf denen ICs mit Strukturgrößen von 40, 22/28, 12/16 und 6/7 nm gefertigt werden. Insgesamt sollen 20 Mrd. Dollar in JASM fließen. Sogar der Bau einer dritten und vierten Fab wird derzeit erwogen.

Um sein großes Ziel zu erreichen, unterstützt der japanische Staat auch weitere Unternehmen wie Kioxia, Micron und Rapidus, einem Joint Venture, an dem unter anderem IBM und IMEC beteiligt sind, und das ab 2027 ICs mit Strukturgrößen von 2 nm am Standort auf der nördlichen Insel Hokkaido fertigen soll.

TSMC betreibt bereits seit 2021 ein Advanced-Packaging-R&D-Center in Fab am Tsukuba Center of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.