Si TSMC domine Samsung, c’est aussi (et surtout) grâce à ses rendements fous

Les différences entre les services de fonderie de Samsung et TSMC sont légion, qu’il s’agisse du pays d’origine, de la structure du business, ou encore des technologies employées. Mais en sortie d’usine, la différence principale et la plus fondamentale est celle-ci : les rendements de TSMC sont incomparablement meilleurs. Alors que TSMC a annoncé le 29 décembre dernier le lancement de la production de masse de puces en 3 nm – que l’on imagine pour Apple – ce tout nouveau node de fabrication afficherait déjà des résultats insolents. Selon des fuites d’informations non confirmées par TSMC (qui, à l’image de la CIA, n’infirme, ni ne confirme jamais !), les rendements de ce début de production de N3 (node 3 nm « classique ») oscilleraient entre 60% et 80% de bonnes puces. À titre de comparaison – et là encore avec des chiffres récupérés sous le manteau – les débuts de gravure de EUV de Samsung plafonnaient à un taux de rendement de 20%. Et les améliorations seraient faibles depuis.

Comment peut-on être sûrs de ces chiffres sortis de sous le manteau ? Par la bande, c’est-à-dire par les résultats pris dans leur globalité. Alors que TSMC est très demandé et donc plus cher que Samsung et alors que certains acteurs comme Qualcomm ou Nvidia sont allés chez Samsung pour profiter de meilleurs prix, tout le monde revient chez TSMC. Qu’il s’agisse des puces graphiques RTX4000, ou des puces pour smartphone Snapdragon 8 Gen 2, quasiment toutes les puces que vous utilisez au quotidien dans vos smartphones, tablettes mais aussi ordinateurs (si puce Apple ou AMD), sortent de chez TSMC.

Car le marché des produits électroniques de grande consommation nécessite les capacités de produire rapidement beaucoup de puces. Ce qui n’est possible qu’à partir du moment où un maximum de puces de bonnes qualités arrivent en bout de chaîne sur les plaque de silicium.

TSMC domine aussi dans l’efficacité

TSMC a dévoré les parts de marché des nodes les plus modernes. / Financial Times

N’allez cependant par croire que TSMC ne domine que par ses bons rendements et la masse de puces produites moins chères. Comme on l’a vu, les services du Taïwanais ont un coût et c’est plutôt Samsung qui tente de tirer les prix vers le bas pour attirer des clients. Car le coréen ne ramasse que les miettes : alors que TSMC capture déjà aux alentours de 55% du marché global des semi-conducteurs tous nodes confondus, cette proportion passe à 90% (!) sur les nodes avancés. C’est-à-dire les puces gravées à 7 nm ou moins et dont la production fait appel aux machines à ultraviolets-extrêmes (EUV) d’ASML.

Si les clients du monde entier veulent aller chez TSMC, c’est aussi pour l’efficacité énergétique des puces qu’il produit. On l’a vu lors du passage, traditionnellement inaperçu, entre le Snapdragon 8 Gen 1 gravé par Samsung en 4 nm et le Snapdragon 8 Gen 1+ gravé par TSMC (N4). Alors que les nodes étaient similaires sur le papier, les secondes puces de TSMC étaient non seulement moins énergivores, mais aussi plus aptes à monter en fréquence.

Les rendements avant toute chose

La morale de l’histoire pourrait être la priorité absolue les techniques de production et les rendements plutôt que sur la structure des puces. Alors que les géants comme Intel se montrés frileux sur les machines EUV et ont préféré les améliorations de structure profonde, TSMC s’était concentré sur l’industrialisation rapide des machines d’ASML pour améliorer les performances par la finesse. Et même si Samsung a lancé la production de nouveaux transistors de type GAAFET en 3 nm, TSMC préfère continuer de pousser les limites du FinFET… Là encore pour les rendements.

Pourtant, les limites du FinFET sont évidentes et le « mur » de la miniaturisation s’approche. Si TSMC prévoit bien le lancement de la finesse de gravure en 2 nm dès 2025, l’horizon du 1 nm est plus flou. Les nouvelles structures de transistors – qu’il s’agisse de leur conformation spatiale (GAAFET), ou de leur façon d’être alimentés en énergie – sont des axes d’amélioration qui vont être nécessaires dans la course à l’amélioration. Mais le succès commercial de leur déploiement dépend du parfait timing d’introduction.

On sent ici que ce qui donne à TSMC son avantage sur les autres, c’est une plus grande clairvoyance. Sur les besoins de ses 500 clients et sur le bon moment pour lancer l’industrialisation des technologies. Loin d’être frileux, c’est TSMC qui a le premier lancé la production de puces en dessous de 7 nm avec des scanners (steppers) EUV de chez ASML. Mais à la manière d’un Apple, le taïwanais semble savoir mieux que quiconque le bon moment pour déployer une technologie. C’est-à-dire le moment où elle va pouvoir être déployée en masse. Avec le maximum de rendements (et donc de cash) à la clé.