TSMC (TSM) w centrum uwagi: Odlewnia złota XXI wieku

Lider półprzewodników

W miarę jak elektronika i mikroprocesory zaczęły pojawiać się w praktycznie każdym produkcie, od pralek po aparaty fotograficzne i telefony, ich producenci stali się coraz większymi i ważniejszymi firmami.

Pierwsi dominujący aktorzy rodzącego się przemysłu technologicznego powstali w USA, a wśród nich znalazły się takie firmy jak Intel (INTC ) i IBM (IBM ). Niedługo potem przemysł przesunął się w stronę Azji, a Japonia, a następnie Tajwan skorzystały z połączenia wysokiej jakości siły roboczej i niższych kosztów.

Ta zmiana kosztów przerodziła się w długoterminową przewagę. Doświadczenie i nagromadzony wysiłek badawczo-rozwojowy przekształciły azjatyckie odlewnie chipów w gigantów, którzy obecnie produkują większość globalnej podaży chipów.

Oprócz niemal całej branży, istnieje jedna firma, która dominuje w najbardziej zaawansowanym procesie produkcji układów scalonych: Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, czyli TSMC.

Inicjatywa kierowana przez państwo

TSMC powstało w 1987 r. z inicjatywy rządu Tajwanu, aby od podstaw zbudować krajowy przemysł chipów. Było to odgałęzienie rządowego instytutu badawczego ITRI ​​(Instytut Badań Technologii Przemysłowych).

Stało się to po tym, jak liderzy branży, tacy jak Texas Instruments i Intel, odrzucili tę ofertę. Jedynie Philips był skłonny podpisać umowę joint venture i zainwestować 58 mln USD oraz prawa własności intelektualnej w zamian za 27.5% udziałów w TSMC.

Obecnie rząd Tajwanu nadal posiada 6% udziałów w TSMC, a Philips sprzedałby wszystkie swoje udziały w TSMC w 2008 r..

Dr Morris Chang odegrał kluczową rolę w założeniu firmy. Urodzony w Chinach i mający 25 lat doświadczenia w pracy w Texas Instruments, zapamiętany został jako „ojciec półprzewodników”.

Źródło: Kronika ciekawości

Wkraczanie w model biznesowy Intela

W tamtym czasie istniało wielu producentów układów scalonych „fabless”, czyli firm, które projektowały układy scalone, ale nie miały zakładów produkcyjnych. Zamiast nich zadanie to wykonywały firmy takie jak Intel (fab lub odlewnia to branżowe określenie fabryki układów scalonych).

Działo się tak w dużej mierze dlatego, że do produkcji potrzebny był sprzęt wart od 50 do 100 milionów dolarów, służący do grawerowania płytek krzemowych i przekształcania ich w układy scalone.

Źródło: eTeknix

Proces produkcji układów scalonych jest bardzo złożony i opiera się na wysoce wyspecjalizowanym łańcuchu dostaw, w którym odlewnia (fabryka) odpowiada za jak najefektywniejsze łączenie ze sobą różnych urządzeń produkcyjnych (płytki, litografia, nagrzewanie, domieszkowanie, pakowanie, montaż itd.).

Źródło: EITC

W rezultacie Intel mógł nie tylko żądać wysokich cen, ale nawet zmusić producentów fabless do posiadania prawa do projektowania. Intel mógł później wprowadzić własny konkurencyjny projekt, który jest produkowany wewnętrznie.

TSMC miało wejść do branży jako pierwsza czysta „odlewnia” oferująca usługi produkcyjne bez konkurowania z klientami działającymi w modelu fabless.

W tamtym czasie TSMC pozostawało w tyle pod względem technologii, ale ta oferta okazała się bardzo udana. Wśród pierwszych klientów znalazły się firmy takie jak Broadcom (AVGO )i później Apple (AAPL ), Nvidia (NVDA ), AMD (AMD ), itp.

W 1994 r. firma TSMC weszła na giełdę na Tajwanie, a w 1997 r. weszła na giełdę NYSE. W tym samym roku osiągnęła zdolność produkcyjną na poziomie miliona płytek krzemowych.

Wzrost giganta technologicznego

Słoń W Pokoju

Kolejnym czynnikiem sukcesu TSMC było zaangażowanie w badania i rozwój. Zdeterminowana, by szybko wypełnić lukę technologiczną, dorównując liderom branży, firma zainwestowała ogromne środki w nowe maszyny i badania.

W początkowym okresie istotny był również duży udział rządu Tajwanu w firmie. Rząd był zadowolony z postępów firmy w branży i wartościowych miejsc pracy, a szybki zwrot z inwestycji nie był dla niego priorytetem.

Z biegiem czasu TSMC stało się dotychczasowy odlewnia półprzewodników, generująca nie mniej niż 59.5% przychodów branży, znacznie wyprzedzająca swojego największego konkurenta, firmę Samsung (16.1%).

Źródło: Eric Flaningam

Ta przewaga z czasem się umacnia, przy czym TSMC przejęło bardzo dużą część wzrostu branży od 2019 r., a udział w przychodach w drugim kwartale 2 r. osiągnął 2024%.

Źródło: PółWiki

Wiodący w zaawansowanych węzłach

Od początku swojej działalności jako uczciwy partner produkcyjny, TSMC stopniowo stał się technologicznym liderem branży, zwłaszcza w obszarze „najnowocześniejszych” chipów.

Układy scalone klasyfikuje się zazwyczaj według rozmiaru procesora.

Ogólnie rzecz biorąc, wszystkie węzły powyżej 16–28 nanometrów (nm) są uważane za starsze półprzewodniki. Nadal mają one ogromne znaczenie dla światowej gospodarki, ponieważ stanowią większość światowego zużycia półprzewodników w urządzeniach, samochodach, infrastrukturze, sprzęcie obronnym itp. Układy te są jednak głównie towarem o bardzo niskich marżach dla producentów.

Źródło: Techoweda

Z kolei najnowsze węzły generują największe zyski branży, a popyt na nie często przekracza możliwości odlewni. Dotyczy to w szczególności TSMC.

Obecnie firma jest liderem w dziedzinie najbardziej zaawansowanego węzła 3 nm, a nadchodzący 2 nm cieszy się jeszcze większym popytem, oczekuje się, że będzie większy niż 5 nm i 3 nm łącznie.

Rozpoczęcie masowej produkcji węzła 2 nm firmy TSMC planowane jest na 2025 rok. Prawdopodobnie będzie to ostra konkurencja z Samsungiem, która rozpoczęła również przygotowywanie linii produkcyjnych 2 nm i 1.4 nm.

Źródło: TSMC

Punktem zwrotnym dla TSMC było w 2010 roku, kiedy Apple wybrało ją na dostawcę układów scalonych do swoich iPhone’ów, których sprzedaż gwałtownie rosła. Przez ostatnie dwie dekady smartfony i zaawansowane komputery oraz centra danych (lub HPC — High-Performance Computing) były podstawowymi aplikacjami dla najbardziej zaawansowanych układów scalonych, rozwijając branżę i płacąc za związane z tym ogromne koszty prac badawczo-rozwojowych.

Źródło: TSMC

Do dziś największym odbiorcą produktów TSMC jest Apple, a tuż za nim plasuje się Nvidia.

Źródło: Moomoo

EUV

Cechą wyróżniającą najmniejsze i najbardziej zaawansowane węzły jest to, że wykorzystują one nową technologię zwaną EUV (litografia ekstremalnego ultrafioletu), stanowiącą udoskonalenie poprzedniej technologii DUV (głębokiego ultrafioletu).

Obecnie EUV jest monopolistą holenderskiej firmy ASML (ASML ), jedynego producenta maszyn litograficznych EUV.

Z powrotem w 20197-nanometrowe układy scalone firmy TSMC zostały wyprodukowane w pierwszym procesie EUV, co pozwoliło na wprowadzenie na rynek produktów konsumenckich w dużych ilościach.

Kolejny krok, maszyna litograficzna o nazwie High NA (Numerical Aperture) EUV, jest już wysyłana do odlewni półprzewodników, w grudniu 2023 r. do firmy Intel, a rok później do TSMC. Oczekuje się, że Samsung otrzyma ją do 2025 r.

Należy zauważyć, że oprócz samej produkcji, koszty projektowania układów wykorzystujących coraz mniejsze procesory rosną niemal wykładniczo, co może oznaczać, że w pewnym momencie w przyszłości wyścig o mniejsze procesory zacznie przynosić coraz mniejsze korzyści.

Źródło: Czwartek

Chiny, fabryki USA i wojny handlowe

Niezręczny status dyplomatyczny Tajwanu

Ze względu na znaczenie produkcji zaawansowanych układów scalonych dla sztucznej inteligencji, obronności i przemysłu technologicznego w ogólności, jest to branża o bardzo dużym znaczeniu strategicznym.

Jednocześnie chiński rząd oficjalnie uważa Tajwan za „buntowniczą prowincję Chin”, a nie niepodległy kraj. Sytuacja ta jest obecnie oficjalnym stanowiskiem większości krajów, w tym USA („polityka jednych Chin”), na przykład deklaracją Joe Bidena z 2024 r., że „USA nie popierają niepodległości Tajwanu".

W tym samym czasie USA uzbrajają Tajwan w celu obrony przed potencjalną inwazją Chin i wielokrotnie sugerowało, że wypowie wojnę Chinom w przypadku ataku na wyspę.

TSMC jako cel?

Stawia to TSMC, firmę produkującą najważniejsze produkty na wyspie, w trudnej sytuacji geopolitycznej.

Z jednej strony jest liderem technologicznym w de facto (choć nie de jure) niepodległym kraju, znajdującym się pod parasolem ochronnym USA.

Z drugiej strony, może stać się głównym celem ewentualnej akcji militarnej, a amerykańscy ustawodawcy sugerują nawet, że Stany Zjednoczone powinny być gotowe zbombardować fabryki TSMC, aby uniemożliwić Chinom ich przejęcie w przypadku inwazji.

Pomysł ten był mocno wspierany przez Elbridge Colby, obecnie kandydat Trumpa na stanowisko podsekretarza obrony ds. polityki.

Źródło: Elbridge Colby

Fabryki TSMC w Ameryce

W obliczu ryzyka geopolitycznego związanego z przerwą w dostawach na Tajwan, Stany Zjednoczone wywierały presję na TSMC, aby otworzyło więcej fabryk w Ameryce kontynentalnej.

Doprowadziło to do planuje od 2020 roku otwarcie dużej odlewni w Arizonie, do której w 2022 r. dołączono kolejną fabrykę, co zwiększyło całkowitą kwotę inwestycji do 40 mld USD.

Źródło: TSMC

Przeprowadzka nie obyła się bez problemów, ponieważ TSMC zmaga się z problemem znalezienia odpowiednio przeszkolonych lokalnych pracowników i doniesienia o konfliktach wynikających z różnic w kulturze pracy między pracownikami tajwańskimi i amerykańskimi.

Mimo to pierwsza produkcja w pierwszej fabryce powinna rozpocząć się w 2025 r., a wydajność produkcji (efektywność prawidłowo wygrawerowanych chipów, kluczowy wskaźnik branżowy) jest obecnie wyższa w Phoenix niż na Tajwanie.

Druga fabryka rozpocznie produkcję w 2028 r. dla procesu 3 nm i 2 nm. Zapowiedziano nawet trzecią fabrykę, która skupi się na procesie 2 nm i wyższym, aby rozpocząć produkcję pod koniec dekady.

Szkody uboczne wojny handlowej

W związku z próbami Stanów Zjednoczonych ograniczenia dostępu do zaawansowanych technologii w Chinach, zwłaszcza w dziedzinie informatyki i sztucznej inteligencji, chiński przemysł półprzewodników został poddany ograniczeniom i sankcjom.

Zaczęło się od zakazu eksportu maszyn EUV do Chin, a lista zakazanych produktów, obejmująca wszystkie zaawansowane układy scalone, stale się wydłużała.

Gdyby ten pomysł się powiódł, byłaby to świetna wiadomość dla producentów układów scalonych spoza Chin.

Jednakże doprowadziło to Chiny do rozwijania krajowych zdolności odlewniczych tak agresywnie, jak to możliwe. W centrum tego wysiłku znajdują się państwowe SMIC i Huawei.

SMIC twierdzi, że opracował proces 5 nm bez EUVChiny rozważają również opracowanie własnej litografii EUV, a także zastąpienie całego międzynarodowego łańcucha dostaw półprzewodników krajowymi producentami.

Wśród możliwych alternatyw dla EUV, a nawet EUV o wysokiej rozdzielczości, zaproponowano następujące rozwiązania:

• Budowa ogromnego cyklotronu (akcelerator cząstek), który ma zastąpić maszyny litograficzne typu ASML.
• Replikacja maszyn ASML, zadanie to w większości podjęła się firma Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE).
• Ponowne skupienie się na fotonice, dziedzinie, w której Zachód nie ma znaczącej przewagi, a która może okazać się przyszłością informatyki.
  • Projekty układów scalonych neuromorficznych Rozważane są również inne rozwiązania, zwłaszcza w przypadku zastosowań sztucznej inteligencji.

Na dłuższą metę może to okazać się największym zagrożeniem dla TSMC, większym niż dla tradycyjnych rywali. Dzieje się tak, ponieważ Chiny zużywają już ponad 50% światowych dostaw chipów.

Dzięki temu przedsiębiorstwa takie jak SMIC mogłyby zaspokoić popyt krajowy i zwiększyć skalę działalności do poziomu umożliwiającego im rywalizację z TSMC, a jednocześnie korzystać z ulg podatkowych, dostępu do kapitału i innych korzyści oferowanych przez chiński rząd sektorowi strategicznemu.

Finanse TSMC

Jak na firmę przemysłową, TSMC miało wyjątkowo wysoką marżę brutto wynoszącą 57.8% w 3. kwartale 2024 r., co stanowi wzrost o 3% w porównaniu z rokiem poprzednim. Przekłada się to na równie imponującą marżę zysku netto wynoszącą 42.8%. Firma ma bardzo mało długu, a łączne zobowiązania są równe gotówce w kasie.

Cena akcji wzrosła trzykrotnie od najniższego poziomu osiągniętego pod koniec pandemii i dziesięciokrotnie w ciągu ostatnich dziesięciu lat.

Spółka zaczęła wypłacać dywidendy w 2004 r. i od tej pory nigdy nie obniżyła wysokości dywidendy na akcję.

Wniosek

TSMC jest prawdopodobnie najważniejszym producentem chipów i półprzewodników na świecie. Firma ma długą historię budowania solidnej przewagi konkurencyjnej, najpierw dzięki uczciwszym umowom, a następnie dzięki stałej przewadze w jakości, technologii i wydajnościach, co pozwala jej generować stale imponujące marże, szczególnie w przypadku działalności produkcyjnej.

W rezultacie, chociaż nie jest bez konkurencji, z Samsungiem i Intelem jako poważnymi konkurentami, jest daleko w tyle pod względem udziału w rynku za niekwestionowanym liderem. Prawdopodobnie chińskim odlewniom zajmie to co najwyżej lata, aby nadrobić zaległości.

Inwestycja w TSMC nie jest pozbawiona ryzyka; jednak największe ryzyko jest niemal całkowicie poza kontrolą kierownictwa firmy. Gdyby doszło do chińskiej inwazji na Tajwan, z pewnością zrujnowałoby to zdolność firmy do produkcji chipów, a nawet doprowadziłoby do zniszczenia jej fabryk lub ich przejęcia przez wrogie państwo.

Zatem inwestorzy w spółce będą musieli monitorować nie tylko to, czy przewaga TSMC w zakresie technologii i doskonałości produkcji utrzymuje się (również w porównaniu z SMIC i innymi chińskimi firmami), ale także globalną sytuację geopolityczną.