그러나 Cook은 불편한 사실을 회피합니다. 애리조나 공장은 미국의 칩 자립을 위해 거의 아무 것도 하지 않을 것입니다. 이 공장은 바이든의 계획의 초점이었으며 건설 비용은 400억 달러가 될 것입니다. 여러 TSMC 엔지니어 및 전 Apple 직원과의 인터뷰에 따르면 Apple 또는 Nvidia, AMD, Tesla와 같은 다른 고객을 위해 애리조나에서 제조된 많은 고급 칩은 여전히 포장이라고 알려진 공정인 대만에서 조립되어야 하기 때문입니다.
TSMC는 주로 이러한 프로젝트의 높은 비용 때문에 애리조나나 미국 다른 곳에 포장 공장을 건설할 계획이 없다고 직원들은 말했습니다.
이 공개는 TSMC의 애리조나 공장이 정치적 점수를 얻을 수 있지만 대만에 대한 미국의 의존도를 줄이지는 않을 것임을 시사합니다. 이 공장은 2025년부터 대규모 생산을 시작하고 두 공장에 걸쳐 4,500명의 직원을 고용할 예정이다.
TSMC가 미국의 Apple 및 기타 회사를 위한 칩을 완전히 조립할 수 없다는 것은 Biden이 전체 반도체 공급망을 완전히 재편하지 않고 칩 제조를 미국으로 가져오는 것이 얼마나 어려운지를 보여줍니다. 반도체 공급망은 주로 아시아에 집중되어 있습니다. 대만은 이 분야에서 특히 중요한 위치를 차지하고 있습니다.
Cook은 Apple이 애리조나 공장에서 TSMC의 최대 고객이 될 것이라고 말했지만 그곳에서 어떤 칩이 생산될지, 얼마나 많이 생산될지는 명시하지 않았습니다. iPad 및 MacBook용 칩을 포함하여 회사의 덜 중요한 칩 포장은 대만 외부에서 처리할 수 있습니다.
엔비디아, AMD, 테슬라도 애리조나 공장을 이용해 칩을 생산할 계획이지만 어느 공장인지는 밝히지 않았다. 그러나 TSMC 직원은 Nvidia의 탐나는 H100 칩을 포함하여 가장 진보된 인공 지능 칩이 여전히 TSMC가 대만에서만 사용하는 패키징 기술에 의존하고 있다고 말합니다. TSMC는 인공 지능 컴퓨팅에 대한 수요 폭발에 대응하여 대만에서 이러한 칩을 패키징하는 능력을 확장하기 위해 수십억 달러를 지출하고 있습니다.
'막대한 비용'
TSMC가 미국에 최첨단 칩 패키징을 도입할 시기와 여부는 비용에 따라 다릅니다. 컨설팅 회사인 DGA-Albright Stonebridge Group의 중국 사업 담당 수석 부사장인 Paul Triolo는 TSMC의 애리조나 공장이 첨단 패키징 시설을 건설하는 비용을 정당화할 만큼 충분한 칩을 생산하지 못한다고 말했습니다.
그는 말했다:
"이러한 시설을 건설하는 것은 (자본), 시간 및 노력의 막대한 지출이며 특히 회사가 건설, 비용 및 인력과 관련하여 지금까지 직면한 모든 문제를 고려할 때 TSMC가 애리조나 사막에서 조만간 이를 수행할 것 같지 않습니다."
이 문제로 인해 TSMC는 지난 7월 공장 건설을 위한 충분한 숙련된 인력을 찾는 데 어려움을 겪고 있다고 밝힌 후 건설 시작을 2025년으로 1년 연기했습니다.
Triolo와 같은 칩 분석가와 인쇄 회로 연구소(Institute of Printed Circuits)와 같은 산업 그룹은 워싱턴이 패키징 관련 기업이 전 세계 고급 패키징의 3%만이 발생하는 미국으로 사업장을 이전하도록 장려하는 데 충분한 조치를 취하지 않았다고 말합니다.
미국 정부는 첨단 포장 기술의 격차를 인식하고 있습니다. 미국은 지난해 미국에 공장을 짓는 칩 회사에 약 520억 달러의 보조금을 제공하는 CHIPS법을 통과시켰다. 이 법안은 국가적 첨단 포장 제조 프로그램의 확립을 요구하고 있습니다. 이 프로그램은 올해 CHIP법으로부터 최소 25억 달러의 자금을 지원받을 예정인데, IPC는 이 법안이 포장에 "명확한 우선순위를 부여하지 않고 있음"을 보여준다고 말했습니다.
미국 상무부는 CHIP 법을 개발하는 데 핵심적인 역할을 했습니다. 상무부 대변인은 첨단 포장 시설에 대한 자금 지원을 원하는 잠재적인 지원자에 대해서는 언급하지 않았지만 지난 2월 지나 라이몬도 미국 상무장관의 연설에서 미국은 여러 개의 대량 첨단 포장 시설을 개발하고 이 분야의 글로벌 리더가 될 것이라고 말했습니다.
그러나 더 많은 보조금이 없으면 첨단 포장 회사가 아시아에 비해 미국에서 시설을 건설하는 데 드는 높은 비용을 어떻게 정당화할 수 있는지 불분명하다고 Triolo는 말했습니다.
칩 패키징에는 칩을 보호 재료로 캡슐화하고 칩 구성 요소를 최대한 가깝게 배치하여 신호가 구성 요소 사이를 이동해야 하는 거리를 줄이는 작업이 포함됩니다. 업계에서는 칩 웨이퍼에 얼마나 많은 트랜지스터를 식각할 수 있는지에 대한 물리적 제약에 직면해 있으므로, 칩 성능을 향상시키기 위해서는 최첨단 패키징이 중요해졌습니다. TSMC와 또 다른 대만 기업인 ASEGroup은 대만에서 세계 최고 수준의 첨단 패키징을 다수 취급하고 있으며, 삼성전자는 한국에 상당한 시설을 보유하고 있으며, 이 분야의 선구자인 Intel은 말레이시아에 대규모 첨단 패키징 시설을 건설하고 있습니다.
하지만 이 분야에서는 다른 어떤 회사도 TSMC를 따라올 수 없습니다. TSMC 전현직 직원에 따르면 회사는 처음에 다른 고객인 Qualcomm을 위해 iPhone에 사용되는 고급 패키징을 개발했지만 궁극적으로 Qualcomm은 이 기술을 사용하지 않았다고 합니다. 대신, 애플은 이르면 2016년부터 아이폰의 메인 칩에 이를 사용하기 시작했습니다.
오늘날 iPhone의 메인 칩은 TSMC가 개발한 통합 팬아웃 패키징(InFO_PoP라고도 함)이라는 고급 패키징 방법을 여전히 사용하고 있습니다. 이 접근 방식은 iPhone의 메모리를 프로세서에 배치하여 전체 칩을 더 작고 얇게 만들어 에너지 효율성과 성능을 향상시킵니다.
애플 할인
전직 애플과 TSMC 직원들은 애플이 TSMC의 첨단 패키징을 사용하기 위해 많은 비용을 지불했으며, TSMC의 방식을 대량으로 사용하는 고객은 애플이 유일하다고 말했다.
그러나 이전에 보도된 정보에 따르면 Apple은 프로세서 칩을 제조하기 위해 TSMC와의 상업 계약에 묶여 있었기 때문에 TSMC의 패키징에 대해 큰 할인을 받았고 이는 Apple 고유의 이점을 제공했습니다. Apple은 또한 Apple Watch와 가장 진보된 Mac 데스크탑 컴퓨터에 TSMC의 고급 패키징을 사용합니다.
SemiAnalytics의 Patel은 칩 패키징이 더욱 발전함에 따라 Apple 및 Nvidia와 같은 TSMC 고객이 대만 공장에서 분리하기가 더 어려워질 것이라고 말했습니다. 이는 TSMC가 비용이 더 저렴하고 인재를 찾기 더 쉬운 현지에서 항상 최신 제조 및 포장 공정을 개발하기 때문입니다.
이는 Apple이 사용을 고려하고 있는 TSMC의 미래 고급 패키징 방법이 거의 확실하게 대만에서만 사용할 수 있음을 의미합니다. 이 문제에 대해 직접적으로 알고 있는 TSMC 직원에 따르면, Apple은 향후 Macbook과 Mac 컴퓨터가 프로세서를 더 작은 조각으로 나누고 함께 쌓아 전체 칩을 더 작게 만드는 동시에 성능을 향상시키는 Small Outline Integrated Circuit(Small Outline Integrated Circuit)을 사용할 수 있다고 평가하고 있습니다.