C’était un matin d’automne vif à Burlington, dans le Vermont, lorsque le gouverneur Peter Shumlin s’est adressé à une salle bondée dans un immeuble en brique de deux étages à quelques pâtés de maisons du lac Champlain. Des nuages affluaient du sud, reflétant l’ambiance sombre qui s’était installée dans l’État de Green Mountain après la fuite d’informations selon lesquelles IBM cédait son activité de puces à GlobalFoundries. L’usine IBM檚 à Essex Junction, à 10 kilomètres de l’endroit où se tenait Shumlin, employait environ 4 000 personnes à l’époque, faisant de Big Blue le plus grand fabricant privé de l’État.
La veille au soir, Shumlin s’était entretenu avec des dirigeants d’IBM et de GlobalFoundries, et ils lui avaient assuré qu’ils n’avaient pas l’intention de réduire leurs effectifs. C’est ce qu’ils font.”
Pourtant, les Vermontois avaient parfaitement le droit de s’inquiéter. “Nous savons tous que ces dernières années, il y a eu beaucoup d’incertitudes quant à l’avenir d’IBM dans ce secteur particulier”, a reconnu Shumlin. À un moment donné, l’usine employait plus de 8 000 personnes, mais en 2014, lorsque la vente a été annoncée, la division IBM檚 Microelectronics avait considérablement diminué après des séries de licenciements. L’unité avait également pesé sur les bénéfices d’IBM檚, perdant 700 millions de dollars en 2013 et 400 millions de dollars supplémentaires au premier semestre 2014.
Ce fut une fin ignominieuse pour l’un des noms les plus célèbres de l’industrie. IBM a été l’une des premières entreprises à obtenir une licence pour le brevet du transistor de Bell Labs et, pendant des décennies, elle a fabriqué les puces qui distinguaient ses mainframes et ses serveurs de la concurrence. Les technologies de fabrication de puces de l’entreprise étaient et sont toujours louées pour leur ingéniosité.
Pendant une grande partie de leur histoire, IBM et d’autres sociétés américaines de semi-conducteurs ont conçu les puces qu’ils ont construites, ce qui en fait des fabricants de dispositifs intégrés ou IDM. Au fil des ans, ils ont réalisé qu’ils pouvaient vendre la capacité excédentaire de leurs usines pour occuper les machines coûteuses, mais cela restait une partie relativement faible de leur activité.
Cela a frustré Carver Mead, alors professeur à Caltech. Dans les années 1970, Mead enseignait à ses étudiants comment concevoir et fabriquer des puces, et il se lassait de gérer la logistique nécessaire pour transformer un dessin en silicium gravé. Il a pu faire passer le travail de ses étudiants dans des tests chez Intel parce qu’il connaissait les fondateurs Bob Noyce et Gordon Moore et avait formé de nombreux ingénieurs qui travaillaient dans les usines. Mais il savait aussi que cette option était disponible pour tout le monde.
Mead voulait que n’importe qui puisse concevoir des puces et laisser quelqu’un d’autre s’occuper du reste, et il pensait qu’il pourrait y avoir une entreprise viable dans l’idée. diverses entreprises et leur expliquer pourquoi cela pourrait être une bonne affaire. » Tous l’ont refusé, disant qu’ils voulaient posséder les designs.
Cependant, sa fortune a pris un tournant lorsqu’il a été invité à Taïwan pour parler à l’Institut de recherche en technologie industrielle du gouvernement. C’était au début des années 1980, et Taïwan visait à moderniser son économie. ITRI檚 avait pour mandat de soutenir le secteur manufacturier. Taiwan n’avait pas beaucoup d’expertise dans la conception, la commercialisation ou la vente de puces avancées, mais il devenait bon pour les fabriquer. Le gouvernement taïwanais s’est accroché à la vision de Mead檚 et a fait appel à Morris Chang, un ancien cadre de Texas Instruments, pour lancer une fonderie dédiée à la fabrication de puces d’autres sociétés.
TSMC a été fondée en 1987 avec un financement du gouvernement taïwanais et de Philips, la société d’électronique néerlandaise. Au fil des ans, il a attiré de plus gros clients; même Intel a commencé à fabriquer certaines de ses puces moins connues avec TSMC.
D’autres entreprises ont pris note. IBM a commencé à vendre ses capacités excédentaires pour de bon au début des années 90 et, en 1998, elle fabriquait des puces x86 compatibles Intel pour AMD et Cyrix. Une partie de son argumentaire auprès des clients potentiels, dont beaucoup se trouvaient en Californie, était que travailler avec IBM pourrait diversifier leurs chaînes d’approvisionnement. « Qu’est-ce qui est dans l’intérêt du client ? » un dirigeant d’IBM a déclaré à l’époque. “Toute capacité facile à se procurer des pièces détachées. D’autres usines veulent être la seule source.”
En 2002, IBM avait une autre raison de vendre sa capacité excédentaire : son usine de pointe de 3 milliards de dollars à East Fishkill, New York. Aucun autre projet dans l’histoire de l’entreprise n’avait coûté autant, et Big Blue, ayant besoin de récupérer une partie de son investissement, redoubla d’efforts pour conquérir des clients fondeurs. L’année suivante, la société était la troisième fonderie en termes de chiffre d’affaires, toujours bien derrière TSMC, mais avec une liste de clients de premier ordre comprenant Sony, Qualcomm, Nvidia et AMD. Ses technologies fabuleuses faisaient l’envie de l’industrie. “IBM est le meilleur absolu”, a déclaré un analyste de l’industrie à l’époque. “Vous payez pour cela, mais c’est génial.”
Cependant, tous les clients potentiels n’étaient pas convaincus que l’accès à la meilleure technologie en valait la peine. Certains craignaient qu’IBM ne pousse ses clients fondeurs jusqu’au bout de la chaîne une fois que la demande pour ses serveurs à marge élevée aurait repris. D’autres craignaient que la fonderie IBM® ne garde ses meilleures technologies pour elle-même, ne les partageant qu’une fois que leur avantage s’est émoussé. Ceux qu’elle partageait s’adressaient à un large éventail de clients, et l’entreprise montrait peu d’intérêt à les accueillir. Les technologies des puces IBM® ont été “définies par les demandes de leur groupe de serveurs”, a déclaré Harry Levinson, lithographe principal chez HJL Lithography, qui a passé des décennies chez AMD et GlobalFoundries. .”
Un exemple célèbre était Apple, qui a eu du mal avec la technologie de pointe d’IBM檚. Au début des années 2000, IBM a conçu et fourni à Apple le PowerPC G5, un dérivé du processeur serveur POWER4. Cela fonctionnait bien dans les tours Power Mac spacieuses d’Apple, mais Apple avait du mal à mettre la puce chaude et inefficace dans un ordinateur portable. À une époque où de plus en plus de clients achetaient des ordinateurs portables, les PowerBooks Apple檚 ont commencé à prendre du retard sur les PC Windows.
En fin de compte, Apple est passé aux processeurs Intel Core à haut rendement énergétique, et IBM n’a pas semblé le cœur brisé par cette décision. Apple était un client réputé exigeant, et les puces PC avaient des marges inférieures à celles de leurs cousins serveurs. “IBM savait qui était le client – c’était leur entreprise de serveurs”, a déclaré Levinson. “
La division des puces d’IBM a été une bouée de sauvetage lorsque Sony, Nintendo et Microsoft ont tous adopté l’architecture PowerPC pour leurs consoles de jeux au milieu des années 2000, mais cela n’a pas suffi. “IBM ne s’est pas concentré sur la fonderie comme un centre de profit”, Maire mentionné. En conséquence, l’entreprise n’a jamais investi l’argent nécessaire pour faire prospérer l’entreprise, et bientôt son activité de semi-conducteurs était sur le billot. IBM a finalement payé 1,5 milliard de dollars à GlobalFoundries pour lui enlever ses fabs.
Pendant ce temps, TSMC montait. Tout au long des années 2000, les revenus ont afflué, leur permettant d’investir dans des usines plus grandes et plus avancées. L’entreprise prouvait que l’activité de fonderie était juste viable mais extrêmement rentable.
Bientôt, TSMC courtisait Apple, une décision qui finirait par catapulter la société taïwanaise en tête. Apple avait commencé à concevoir ses propres puces pour l’iPhone, et alors que les premières versions étaient fabriquées par Samsung, un litige sur les brevets a conduit Apple à rechercher des alternatives.
Apple a testé les puces TSMC檚 pendant plusieurs années avant de les opposer à Samsung檚 dans l’iPhone 6s en 2015. Samsung avait nominalement l’avantage – ses transistors étaient plus petits et auraient dû être plus efficaces que ceux de TSMC. Mais pour la plupart, ce n’était pas vrai. Les puces TSMC檚 ont tenu bon, et lorsque l’iPhone 7 est sorti, Samsung était sorti. Les analystes ont loué le processeur “incroyablement fin” et puissant du téléphone, et TSMC est depuis dans l’iPhone.
TSMC maîtrisait l’art des processeurs basse consommation en partie parce qu’il avait affiné ses techniques auprès de centaines de clients divers. , professeur à l’Université de Californie à Berkeley et ancien directeur de la technologie chez TSMC. « Presque chaque fois que vous avez une nouvelle technologie, vous aurez un client prêt à payer pour cela. »
Les fonderies qui peuvent jongler avec plusieurs clients et technologies peuvent rapidement progresser sur leurs concurrents. Par exemple, l’échelle TSMC檚 lui a permis de maîtriser la lithographie ultraviolette extrême plus rapidement que quiconque, ce qui a réduit le nombre d’étapes nécessaires pour fabriquer des puces avancées et augmenté le débit de ses usines.
” Il a également été plus facile pour les entreprises de se remettre des trébuchements.
Intel a historiquement fait de grands pas pour tenter de refléter la loi de Moore檚, qui décrit un doublement des densités de transistors tous les 18 à 24 mois. Pendant la majeure partie de l’histoire de l’entreprise, Intel a réussi en déployant des mises à jour impressionnantes qui ont permis à l’entreprise de garder une ou plusieurs longueurs d’avance sur ses concurrents. Mais ensuite, en 2015, il a glissé. Intel a annoncé que les puces fabriquées sur son nœud 10 nm seraient retardées. En 2017, il a annoncé un autre retard. Bientôt le titan de l’industrie était juste même avec sa concurrence, il était derrière.
Dans le même temps, d’autres sociétés ont commencé à suivre l’exemple d’Apple, en concevant leurs propres puces plutôt qu’en achetant des pièces standard comme celles vendues par Intel. Au fur et à mesure que TSMC progressait, de plus en plus d’entreprises lui ont envoyé leurs conceptions, ce qui a donné à l’entreprise taïwanaise davantage d’opportunités d’affiner ses processus. Aujourd’hui, environ 90 % des puces de pointe sont fabriquées par TSMC et le reste par Samsung.
“Le développement d’une technologie de nouvelle génération est extrêmement difficile”, a déclaré Hu. “Le retard d’Intel sur TSMC et Samsung dans la technologie de pointe peut être attribué au fait qu’Intel n’a pas participé à la fonderie.”