TSMC và chuỗi cung bán dẫn

Ben Thompson sáng lập Stratechery
ngày 8 tháng 3 năm 2024 Ben Thompson trình làng Passport là một trình cắm WordPress
thập niên 1950 giáo sư Jay Wright Forrester trường MIT phát triển "trò chơi phân phối bia" là một trình mô phỏng kinh doanh tương tác, trên bộ nhớ lõi từ [magnetic core], nhập vai một người bán bia ở một trong 4 phân nhánh: bán lẻ, bán buôn, nhà phân phối, nhà máy
người bán lẻ sẽ muốn tối thiểu hoá hàng tồn kho, để giảm chi phí lưu kho, đồng thời không muốn tình trạng hết hàng tồn [stockout] sẽ làm mất doanh thu
người bán lẻ sẽ bổ sung hàng tồn kho, bằng những đơn hàng đặt từ người bán buôn
người bán buôn sẽ tìm nhà phân phối để tải hàng về, nhà phân phối sẽ mua hàng từ nhà máy
vậy là, sẽ có thời gian chậm trễ, cho việc xử lý đơn hàng, vận chuyển, sản xuất

Vi xử lý
TSMC có hàng nghìn nhà cung cấp, chia làm 2 hạng mục: thiết bị (công cụ in thạch bản) và vật liệu (chất cản quang, wafer silic, khí etch axit)
chỉ riêng quy trình lắng đọng [deposition] đã có nhiều phiên bản, ví dụ LP CVD [low pressure chemical vapor deposition], mọc ghép chùm phân tử [molecular beam epitaxi], ALD [atomic layer deposition]
mỗi "ngách" công cụ, thường có 3 đối tác thiết bị: Applied Material, Lam Research, Tokyo Electron
Đài Loan và Hoa Kỳ đều gặp vấn đề cung cấp điện nước, bất động sản, nhân lực

Bộ nhớ
chip AI của Nvidia sử dụng DRAM băng thông cao HBM [high bandwidth memory] từ 3 hãng Samsung, Micron và SK Hynix
Phương Tây bị cấm sử dụng các hãng bộ nhớ Trung Quốc
từ năm 1961 đến 2006 điện tử tiêu dùng Hoa Kỳ tăng trưởng, biến động 0-20% khiến gây ra những biến động 20-40% của ngành bán dẫn, khiến gây ra những biến động 60% của ngành thiết bị sản xuất bán dẫn
trung bình 4.5 tháng để đúc và đóng gói 1 con chip điện tử, mất 18-24 tháng xây dựng một xưởng đúc [fab] tính từ khi động thổ cho đến khi sản xuất được chip, mất 12-18 tháng lắp đặt một máy EUV vào xưởng fab, và thêm nửa năm nữa để máy EUV bắt đầu thực sự sản xuất chip
báo cáo năm 2025 của ASML cho thấy 13.2 tỷ EUR đơn đặt hàng "ròng" mới, vượt kỳ vọng 6.32 tỷ EUR của các nhà phân tích, sau khi TSMC tăng chi tiêu vốn 35%
ASML nhận đơn hàng, không chỉ từ TSMC, mà còn từ Samsung, Intel và những hãng bộ nhớ khác

Làm việc từ xa
năm 2021 New York Times, Wall Street Journal và các ấn phẩm blog đã giật tít rằng nền kinh tế Hoa Kỳ đang cày cuốc đến kiệt sức, vì không nhận được những vi xử lý "thế hệ cũ" [trailing edge] khiến các hãng ô tô đóng cửa nhà máy
năm 2022 TSMC đầu tư 36 tỷ USD chi tiêu vốn
năm 2024 Marc Hijink xuất bán sách Focus miêu tả chi tiết những tương tác căng thẳng với Phó chủ tịch R&D bấy giờ của TSMC, hiện đã chuyển sang Intel
cuối tháng 11 năm 2022 TSMC công bố những nhà máy "thế hệ cũ" [trailing edge] dự kiến ở Cao Hùng, chạy node quy trình 29 nanomet
sau rốt, những khách hàng của TSMC đã đặt trùng [double book] và thổi phồng nhu cầu
năm 2022 tình hình kinh tế vĩ mô đã cải thiện, các khách hàng đã bắt đầu cắt giảm đơn mua chip ô tô, điện thoại và máy tính
cuối năm 2022 thung lũng Silicon đã chuyển hướng sang ChatGPT, các trung tâm dữ liệu đã bắt đầu mở rộng, bỏ lại TSMC những xưởng fab N7 trị giá hàng tỷ USD bỏ không, tỷ lệ tối ưu nhà máy đã sụp đổ
tháng 4 năm 2023 SemiAnalysis viết: "dữ liệu chúng tôi cho thấy những tỷ lệ tối ưu N7 giảm còn chưa đến 70% vào quý 1. Quý 2 còn tệ hơn, tỷ lệ còn dưới 60% chủ yếu vì thị trường điện thoại và máy tính yếu ớt, và hầu hết các phân khúc đều yếu"
60-70% là tỷ lệ tối ưu nhà máy "hoà vốn", các xưởng fab N7 ở Cao Hùng chịu lỗ hàng trăm triệu USD, có thể đến tỷ USD
năm 2022-2023 giá cổ phiếu TSMC nhìn mong manh

Intel
từ năm 2021 đến năm 2023 Intel thuê 2 vạn nhân viên, công bố hàng tỷ USD đầu tư các xưởng fab và đề ra kế hoạch triển khai một node quy trình tiên tiến
làn sóng "làm việc từ xa" nổi lên, các trung tâm dữ liệu đã mua GPU thay vì CPU, Intel phải sa thải hàng nghìn nhân viên và giám đốc Pat Gelsinger
Ben Thompson chỉ trích việc chi tiêu vốn của TSMC năm 2023-2024 đã không theo kịp việc trình làng ChatGPT tháng 11 năm 2022
tháng 4 năm 2023 tại cuộc họp công bố thu nhập TSMC, CC Wei nói: "chúng tôi không thấy dấu hiệu tích cực của việc người ta chú ý đến những ứng dụng AI, nhất là ở lĩnh vực của ChatGPT. Như tôi đã nói, về mặt định lượng, chúng tôi không có đủ dữ liệu để kết luận được lý do là gì, và tỷ lệ đóng góp vào việc kinh doanh của TSMC"
CC Wei nhắc đến những đơn hàng đầu tiên của Nvidia tăng sản lượng CoWoS: "trong 2 năm mới đây, tôi nhận cuộc gọi điện của khách, yêu cầu tăng sản lượng back-end nhất là ở CoWoS. Chúng tôi vẫn đang cân nhắc lời đề nghị"
tháng 7 năm 2023 CC Wei nói rằng các bộ tăng tốc AI chiếm 6% doanh thu TSMC và dự kiến sẽ tăng đến đầu 1x% với x là số nhỏ, trong những năm tới
TSMC cũng đã dự báo doanh thu năm 2023 giảm 10% vì những lý do vĩ mô, hậu-covid và căng thẳng Trung Quốc đang diễn ra
giữa năm 2024 TSMC vất vả với những "nghẽn cổ chai" sản lượng CoWoS và vấn đề hiệu suất, trong đó có 1 vấn đề thiết kế đã khiến những đóng gói chip Nvidia bị nứt
một kỹ sư đóng gói TSMC kể lại những thử nghiệm tối muộn, để tìm cách chỉnh sửa đúng cho vấn đề; Nvidia nói với TSMC hãy sử dụng mọi lựa chọn chỉnh sửa có thể, và thử chạy trên wafer "sống", tức là đẩy trực tiếp vào sản xuất
cuối năm 2024 báo chí đăng tin những nhà cung cấp rack máy chủ Blackwell của Nvidia gặp vấn đề quá nóng, rò rỉ nước tản nhiệt, lỗi phần mềm, vấn đề kết nối... trì hoãn triển khai đến giữa năm 2025
tháng 9 năm 2023 rồi tháng 6 năm 2024 Seoia Capital đăng những bài viết đặt câu hỏi về 200 tỷ USD đầu tư AI, rồi lên đến 600 tỷ USD đầu tư AI

Điện lực
CC Wei nói: "nói về việc xây dựng nhiều trung tâm dữ liệu AI khắp thế giới, tôi xin dẫn lời 1 khách hàng. Tôi đã hỏi cùng câu hỏi... họ nói rằng họ đã xong phần việc cấp điện 5-6 năm trước"
"cho nên, hiện nay, thông điệp của họ gửi tôi rằng: thiết bị silic từ TSMC là nút nghẽn cổ chai, và xin tôi không chú ý đến những thứ khác, vì họ cần giải quyết vấn đề nghẽn silic trước"
kế toán trưởng Gina Proctor của chi nhánh TSMC Arizona đăng trên LinkedIn một bài viết đã bị xoá, rằng "nút nghẽn cổ chai AI không phải chip, mà là vấn đề điện lực"
Elon Musk mua cả những tua-bin khí đốt gắn-xe-tải đến những trung tâm dữ liệu, những tua-bin mới sẽ không sẵn trước năm 2029

Phần mềm
đã 30 năm kể từ khi Thung lũng Silicon còn sản xuất phần cứng
những người sản xuất phần cứng ở Santa Clara, Sunnyville và Palo Alto đã già, có thể đã nghỉ hưu
ở San Francisco, những người làm phần mềm và AI nói rằng họ gần như không biết gì đến phần cứng