TSMC a longtemps dominé le secteur de la fonderie de puces. Quel que soit le domaine technologique ou la taille de ses fonderies, l'entreprise reste un acteur majeur de la concurrence. Cependant, ces derniers temps, des informations concernant des « changements sur le marché de la fonderie de puces » et le remplacement de TSMC par Samsung ont fait leur apparition sur Internet.

La raison en est que Samsung a présenté la première puce 3 nm au monde lors de la conférence internationale IEEE ISSCC sur les circuits intégrés à semi-conducteurs qui s'est tenue il y a peu.

De plus, la puce présentée par Samsung utilise non seulement la technologie de traitement la plus avancée, mais améliore également la technologie GAAFET (transistor à effet de champ à grille enveloppante) de TSMC.

En résumé, TSMC et Samsung utilisent actuellement la technologie FinFET (transistor à effet de champ à ailettes) pour la production de puces 5 nm. La technologie GAAFET, utilisée dans les puces 3 nm de Samsung, est considérée comme la nouvelle génération de FinFET.

L'avantage de cette technologie réside dans son excellente structure, et les puces utilisant la technologie FinFET peuvent accueillir davantage de transistors.

La technologie GAAFET conserve les avantages de la technologie FinFET tout en optimisant l'utilisation de l'énergie grâce à un tri et un ajustement précis des transistors sur la puce. Il en résulte des économies d'énergie et une réduction de la chaleur dégagée.

D'après les données officielles de Samsung, les puces 3 nm utilisant la technologie GAAFET consomment 50 % d'énergie en moins et offrent des performances 30 % supérieures à celles des puces 3 nm utilisant la technologie FinFET.

Si les données fournies par Samsung sont exactes, alors les puces 3 nm de Samsung dotées de la technologie GAAFET seront assurément plus performantes que les puces TSMC de la même période. L'objectif de Samsung de dépasser TSMC et de devenir le premier fondeur de puces au monde pourrait être atteint d'ici deux ans.

Cependant, TSMC n'est pas sans atouts. Comme vous le savez, TSMC a toujours été fière de son excellente technologie sur le marché. Face à la menace que représente Samsung, TSMC a également accéléré le rythme et procédé à des mises à niveau technologiques de ses puces.

D'après les médias taïwanais, TSMC s'associera à l'industrie japonaise des semi-conducteurs pour accélérer conjointement le développement des puces de 2 nm. Bien que le Japon ne dispose pas de fonderies de plaquettes de pointe, il occupe une place prépondérante en amont des technologies avancées.

Prenons l'exemple des machines de lithographie EUV, très connues des utilisateurs japonais. Comme chacun sait, ASML est la seule entreprise au monde capable de produire de telles machines. Cependant, peu de gens savent qu'ASML, faute de collaboration avec des entreprises japonaises, est incapable de construire une machine de lithographie EUV.

Les entreprises japonaises jouent un rôle prépondérant dans de nombreux aspects de la fabrication des machines de lithographie EUV. Tokyo Electronics, au Japon, détient 100 % du marché des équipements de revêtement et de développement pour machines de photolithographie. Lasertec Corp, également au Japon, est la seule entreprise au monde capable de produire des équipements d'inspection des masques EUV. En matière de ventes de résine photosensible, les fabricants japonais dominent largement le marché.

Pour TSMC, s'appuyant sur le solide savoir-faire technique de l'industrie japonaise des semi-conducteurs, la recherche et le développement de nouvelles technologies seront plus efficaces avec deux fois moins d'efforts. Le Japon souhaite également coopérer avec TSMC. En effet, dès 2020, il a tendu la main à TSMC en l'invitant à implanter une usine de fabrication de puces de pointe sur son territoire.

Par ailleurs, le Japon a réuni des géants locaux de l'équipement pour semi-conducteurs, tels que Tokyo Electronics, Canon et SCREEN, au sein d'une équipe de recherche et développement. L'objectif est de mettre en place une technologie de fabrication de semi-conducteurs de nouvelle génération, postérieure à la gravure en 2 nm, d'ici le milieu de l'année. Pour ce faire, le Japon exige de ces entreprises qu'elles installent des lignes de production pilotes afin de développer les technologies de traitement et de nettoyage électriques de précision associées. On peut donc affirmer que le Japon est pleinement préparé à cette coopération.

Suite aux précédentes annonces de TSMC, l'entreprise utilisera la technologie MBCFET (Multi-Bridge Channel Field Effect Transistor) pour son procédé de gravure en 2 nm. Cette technologie, également dérivée de la technologie GAAFET, sera mise en production à petite échelle dès 2023 et se généralisera en 2024. Elle est plus avancée que la technologie GAAFET 3 nm de Samsung.

Outre Samsung et TSMC, un autre géant des semi-conducteurs, Intel, s'intéresse également au marché de la fonderie de puces. Cependant, à court terme, la position d'Intel reste bien inférieure à celle de Samsung et TSMC.

Le dialogue étroit entre Samsung et TSMC sera la scène la plus courante sur le marché des fonderies de puces au cours des cinq à dix prochaines années.