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Maria Marced und Kevin Zhang

TSMC will Europa zum Schlüsselmarkt machen

15. Juli 2021, 15:07 Uhr   |  Heinz Arnold

TSMC will Europa zum Schlüsselmarkt machen
© TSMC

Maria Marced, TSMC: »Wir werden Europa zur Schlüsselregion in den Marktsektoren Automotive, IoT und Mobile machen. Wir stecken in den nächsten drei Jahren rund 100 Mio. Dollar in den Ausbau unserer Kapazitäten, damit den Kunden genügend Wafer zur Verfügung stehen werden.«

Warum TSMC den Automotive-Chips höchste Priorität einräumt, warum Advanced Packaging für TSMC zu einer zentralen Technik geworden ist und was das insbesondere für Europa bedeutet, erklären Maria Marced und Kevin Zhang von TSMC im Interview mit Markt&Technik.

Markt&Technik: TSMC will den Automotive-ICs höchste Priorität geben. Im ersten Quartal 2021 hat TSMC mit Automotive-ICs einen Umsatzanteil von fünf Prozent erzielt. Woher kommt das Interesse an den ICs, die in Autos Einsatz finden?

Maria Marced, President TSMC Europe: Automotive ist eines meiner Lieblingsthemen, weil ich für das europäische Geschäft von TSMC verantwortlich bin. Gerade findet ein starker Umbruch in der Automobilbranche statt. Die Digitalisierung, die Elektrifizierung des Antriebs und die zunehmenden Anforderungen an die Sicherheit führen dazu, dass jetzt auch die neusten Prozesstechniken in das Auto Einzug halten. Deshalb haben wir gerade den N5A-Prozess vorgestellt. Es handelt sich um eine Abwandlung des 5-nm-Prozesses, in dem unter anderem ICs für den Einsatz in Smartphones und Supercomputern gefertigt werden. Mithilfe des neuen N5A-Prozesses können nun ICs gefertigt werden, die den strengen Anforderungen nach AEC Q100 Grade 2 und weiterer Automotive-Standards entsprechen. Dazu waren viele Anstrengungen nötig, aber es hat sich gelohnt: 5-nm-Chips für den Einsatz in Autos sind da und das ist wichtig, denn die Leistungsfähigkeit, die bisher Geräte wie Smartphones und das High-Performance Computing benötigt haben, sind jetzt auch in Autos dringend erforderlich, von ADAS über Sicherheitsfunktionen bis zum Infotainment. Zudem wird das Auto eine große Rolle in der vernetzten Welt spielen, wozu ebenfalls Chips erforderlich sind, die mithilfe der jeweils neusten Prozesstechnik gefertigt werden.

Dieses Jahr haben wir wegen seiner hohen sozialen und politischen Bedeutung dem Automotiv-Sektor unsere besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Automotive spielt für Arbeitsplätze und Bruttoinlandsprodukt in jedem großen Land, das Autos produziert, eine wichtige Rolle. Das ist einer der Gründe, warum wir in diesem Jahr die Automotive-Chips priorisiert haben, nachdem einige Automobilhersteller wegen des Chipmangels Produktionslinien sogar vorübergehend stilllegen mussten. Wir haben einen gewaltigen Bedarfsanstieg erlebt und den Automotive-Chips schon deshalb Priorisierung gegeben, um unserer sozialen Verantwortung gerecht zu werden.

Hat TSMC die »alten« Prozesse vernachlässigt, weil es eben attraktiver ist, viel Geld mit den jeweils neusten Prozesstechniken zu verdienen, als die Prozesse auszubauen, die über Strukturgrößen von 20 nm liegen?

Maria Marced: Nicht nur für die ausgereiften, sondern für alle Technologien besteht in diesem Jahr ein riesiger Bedarf. In der Vergangenheit haben wir immer in die neusten Prozesstechnogien investiert, weil in dem Maße, in dem die Fertigung von Logik-ICs zu neuen Prozessknoten übergeht, die ausgereiften Prozesstechnologien in Spezialprozesse umgewandelt wurden. Diese Strategie hatte bisher immer gut funktioniert. In diesem Jahr trat zum ersten Mal ein Missverhältnis zwischen Angebot und Nachfrage auf. Deshalb werden wir unsere Fab 14 deutlich erweitern, die der Fertigung von ICs mit Hilfe unserer Spezialprozesse gewidmet ist.

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© TSMC

Dr. Kevin Zhang, TSMC: »Wir sehen das Advanced Packaging als ein zentrales Element an, um künftig auf Systemebene die Leistung zu steigern, die Leistungsaufnahme zu senken und die Baugröße zu minimieren.«

Dr. Kevin Zhang, Vice President Business Development: Der Anteil, den die Automotive-ICs zum Umsatz von TSMC beitragen, ist relativ gering. Aber wir haben mit unseren Automotive-Kunden über Jahrzehnte sehr eng zusammengearbeitet, um die jeweils fortschrittlichsten Automotive-Prozesse zu entwickeln. Ich erwähne hier als Beispiel die MCUs: Sie sind wohl das größte Segment innerhalb der Automotive-Bereichs, den wir abdecken. Wir haben aktuell den fortschrittlichsten MCU-Prozess auf der 28-nm-Ebee entwickelt. Wir arbeiten jetzt mit unseren Kunden daran, um neue Technologien im Bereich der nichtflüchtigen Speicher für künftige Automotive-ICs zu entwickeln. In diese Entwicklung investieren wir viel, denn wir sind überzeugt, dass der Sektor neuer nichtflüchtiger Speichertechniken in Zukunft schnell wachsen wird.

Die Zeit der integrierten Flash-Speicher läuft ab, weil sie nicht skalieren. Welche Typen nichtflüchtiger Speicher werden folgen?

Kevin Zhang: In diesem Jahr ist unsere Produktion von ICs mit integriertem MRAMs gestartet. Ambiq, unser Leitkunde auf dem MRAM-Gebiet, nutzt den Prozess bereits für seine Apollo4-MCUs, die in Wearables Einsatz finden. Wir werden den integrierten MRAMs zu einer weiten Verbreitung verhelfen.

TSMC setzt aber auch auf RRAMs. Warum?

Kevin Zhang: Beide Techniken haben ihre Vor- und Nachteile. RRAMs sind einfacher zu integrieren als MRAMs und deshalb kostengünstiger. Dafür können MRAMs bei höheren Temperaturen arbeiten.

Maria Marced: Und die MRAMs erreichen eine höhere Anzahl an Schreib-Lösch-Zyklen. Beide Speichertypen werden wir im Rahmen der künftigen Prozesstechniken zur Verfügung stellen. Wir bieten den Kunden also zwei Möglichkeiten, um die für ihre Zielanwendungen möglichst günstigste Technologie auszuwählen. Deshalb sind wir in einer guten Position, den Kunden genau das anbieten zu können, was sie benötigen. Das ist gerade auch für Europa wichtig.

Bisher stand die Frontend-Fertigung im Zentrum aller Anstrengungen. Warum misst TSMC jetzt dem Advanced Packaging einen so hohen Stellenwert bei?

Kevin Zhang: Wir sehen das Advanced Packaging als ein zentrales Element an, um künftig auf Systemebene die Leistung zu steigern, die Leistungsaufnahme zu senken und die Baugröße zu minimieren. Das gewährleistet eine hohe Systemintegration. Wir haben jetzt unter dem Überbegriff »3D Fabric« unsere drei Advanced-Packaging-Technologien – lCoWoS, InFO und SoIC – konsolidiert. Unter der jüngsten Packaging-Technik, SoIC, verstehen wir die Integration von Chiplets, auch Heterogeneous Integration genannt. Wir sehen es als einen großen Vorteil an, die Packaging-Techniken im eigenen Haus anbieten zu können, weil es wichtig ist, sie mit den Frontend-Prozessen abzustimmen.

Arbeitet TSMC an der Standardisierung der Chiplets mit?

Kevin Zhang: In Zukunft wird es vermutlich zu einer Standardisierung kommen, die zum größten Teil von unseren Kunden vorangetrieben werden muss, die die höhere Integration benötigen.

Was kann TSMC speziell den europäischen Kunden bieten?

Maria Marced: Europa ist sehr gut auf den Gebieten Automotive, IoT und im Industriesektor. Die Anforderungen der europäischen Kunden sind ganz anders als in anderen Weltregionen. Die Europäer sind beispielsweise führend auf den Sektoren der Mikrocontroller und der Ultra-Low-Power-Chips. Das zeigen beispielsweise unsere langjährigen Partnerschaften mit Firmen wie Infineon, Nordic und STMicroelectronics, um nur einige zu nennen. Dazu gehört auch AMS, deren NIR-Sensorsysteme im Perserverance-Rover auf dem Mars arbeiten. Das ist ein schönes Beispiel dafür, dass das Advanced Packaging inzwischen eine so große Rolle spielt.

Ohne unsere Wafer-on-Wafer-Stacking-Techniken hätten sich die NIR-Sensorsysteme nicht realisieren lassen. Jetzt kann AMS die NIR-Sensoren in die Industrie-4.0- und IoT-Märkte bringen. Wir bekommen also in Europa sehr wichtige Impulse, um unser Portfolio an verschiedenen Prozesstechniken komplettieren zu können.

Europa wird also zunehmend wichtiger?

Maria Marced: Wir haben im vergangenen Jahr 2,3 Mio. Wafer für europäische Unternehmen produziert, auf denen 1114 unterschiedliche ICs gefertigt wurden. 158 Tapeouts wurden in Europa durchgeführt. Wir werden Europa zur Schlüsselregion in den Marktsektoren Automotive, IoT und Mobile machen. Wir stecken in den nächsten drei Jahren rund 100 Mio. Dollar in den Ausbau unserer Kapazitäten, damit den Kunden genügend Wafer zur Verfügung stehen werden.

TSMC betont gerne, dass das Geschäftsmodell auf drei Säulen basiert: Technologieführerschaft, exzellente Fertigung und Vertrauen. Was genau ist mit Vertrauen gemeint?

Maria Marced: Wir sind eine Pure Play Foundry und stehen deshalb nicht mit unseren Kunden in Wettbewerb. Das wird auf jeden Fall so bleiben, denn dann sind die Voraussetzungen dafür gegeben, dass unsere Kunden uns zu 100 Prozent vertrauen können.
 

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