Besuch des TSMC Museums inmitten gigantischer Chipfabriken

Was macht man als technikbegeisterter Mensch an einem freien Tag im Nachgang der Computex? Richtig, man besucht das „TSMC Museum of Innovation“, um mehr über den Konzern zu erfahren, der für 70 Prozent der weltweiten Auftragsfertigung zuständig ist. Beeindruckt hat vor Ort die schier gigantische, stadtähnliche Präsenz von TSMC.

TSMC flog für lange Zeit unter dem Radar und war eher wenigen Menschen bekannt, die in der Halbleiterindustrie arbeiten, darüber berichten oder anderweitig damit in Berührung kommen. Dabei ist die Taiwan Semiconductor Manufacturing Company eines der weltweit wichtigsten Unternehmen und für 70 Prozent der globalen Auftragsfertigung verantwortlich – von Chips in Haushaltsgeräten bis hin zu High-End-KI-Servern. Das ist die Besonderheit: TSMC bedient ausschließlich externe Kunden.

TSMC wurde 1987 gegründet

Ein kurzer Einblick in die Firmengeschichte: TSMC wurde 1987 in Taiwan von Morris Chang gegründet. Chang, geboren in China und später in den USA ausgebildet, studierte Maschinenbau und Elektrotechnik und verbrachte mehr als 25 Jahre bei Texas Instruments, wo er bis in die oberste Führungsebene aufstieg. Nach seiner Tätigkeit in der US-Halbleiterindustrie wechselte er nach Taiwan, um die Entwicklung des dortigen Technologiesektors voranzutreiben. In Taiwan soll er erkannt haben, dass viele junge Chipunternehmen innovative Designs hatten, aber nicht die finanziellen Mittel für eigene Fertigungsanlagen besaßen.

Ein damals ungewöhnliches Geschäftsmodell

Mit Unterstützung der taiwanischen Regierung und des „Industrial Technology Research Institute“ (ITRI) gründete Chang TSMC als weltweit erste reine Halbleiter-Foundry. Statt eigene Chips zu entwerfen, konzentrierte sich das Unternehmen ausschließlich auf die Fertigung für externe Kunden – und das ist noch heute so, etwa für Apple, Nvidia oder Qualcomm. Dieses damals ungewöhnliche Geschäftsmodell erwies sich als äußerst erfolgreich: In den 1990er Jahren gewann TSMC zahlreiche internationale Kunden, investierte kontinuierlich in modernste Fertigungstechnologien und entwickelte sich zu einem zentralen Pfeiler der globalen Halbleiterindustrie. Das TSMC-Museum erzählt primär diese Geschichte rund um die Entstehung von TSMC und den Werdegang von Morris Chang.

Ein Termin wird zwingend vorausgesetzt

Das Museum befindet sich in Hsinchu im Norden Taiwans und in direkter Nachbarschaft zum Morris Chang Building, der Unternehmenszentrale von TSMC, sowie zur Fab 12A und 12B. Eine Reservierung ist für den Museumsbesuch zwingend erforderlich, wobei Termine oftmals mehrere Monate im Voraus ausgebucht sind. Das Museum führt keine Warteliste und lässt keine spontanen Besuche zu. Von Taipeh aus ist Hsinchu am einfachsten mit der Taiwan High Speed Rail (HSR) zu erreichen. Die rund 35 Minuten lange Fahrt kostet im „Standard Car“ umgerechnet 8 Euro pro Strecke (inklusive Sitzplatzreservierung). Die letzten Kilometer vom Bahnhof bis zum Museum lassen sich günstig mit dem Bus fahren, komfortabler und vor allem deutlich schneller geht es aber mit Uber.

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Bekannte Größen in direkter Umgebung

Im Hsinchu Science Park, in dem auch TSMC angesiedelt ist, befindet man sich in direkter Nähe zu weiteren Größen der IT- und Halbleiterindustrie. Die Liste wäre zu lang, um sie hier alle zu nennen, aber UMC, Cadence und Synopsys befinden sich zum Beispiel in unmittelbarer Nähe, auch MediaTek ist nicht weit entfernt. Das Museum gibt sich von außen unscheinbar, ein TSMC-Logo, das zu Selfies und Gruppenfotos einlädt, und ein Schriftzug am Vordach weisen auf den kleinen öffentlichen Teil von TSMC hin.

Eine permanent überwachte Hochsicherheitszone

Denn was vor Ort auch schnell klar wird: Man befindet sich in einer permanent überwachten Hochsicherheitszone. Die Kameradichte (auch mit Wärmebild) ist enorm, außerdem werden Grundstücke, wenn sie nicht meterhoch eingezäunt sind, zusätzlich mit Infrarotschranken abgesichert. Betreten Unbefugte ein Gelände, wird sofort Alarm ausgelöst. Das Wachpersonal zeigte sich auch nicht sonderlich begeistert davon, als abseits des Museumseingangs Fotos für die Berichterstattung geschossen wurden.

TSMC ist das wichtigste Unternehmen Taiwans

Für Taiwan hat TSMC eine außergewöhnliche strategische Bedeutung, weil das Unternehmen der weltweit wichtigste Hersteller modernster Halbleiter ist. Ein großer Teil der globalen High-End-Chips – insbesondere für KI, Smartphones und Rechenzentren – wird dort produziert. Diese Rolle macht TSMC zu einem zentralen Baustein der Weltwirtschaft und gibt Taiwan eine enorme wirtschaftliche und technologische Hebelwirkung. Weil Länder wie die USA, Europa und große Tech-Konzerne stark auf TSMC angewiesen sind, entsteht ein internationales Interesse an der Stabilität Taiwans. Gleichzeitig erhöht diese Abhängigkeit auch die sicherheitspolitische Spannung im Verhältnis zu China, das Taiwan als Teil seines Territoriums betrachtet. Ein Störfall in der Produktion von TSMC hätte sofort globale Auswirkungen auf Lieferketten, von der „einfachen“ Konsumelektronik bis hin zu Verteidigungssystemen. Das erklärt die massive Absicherung der Gelände.

Im Museum gibt es keine Wafer

Das Museum selbst darf erst wenige Minuten vor der Führung betreten werden. Nach kurzer Erläuterung des englischen Audioguides und einem Einführungsfilmchen lässt sich die eingangs in Kurzform erzählte Geschichte von TSMC und Gründer Morris Chang erkunden. Der Audioguide liefert dabei für jede Station im Museum eine kurze Erläuterung. Wer – wie der Redakteur – auf ausgestellte Wafer gehofft hat, wird jedoch enttäuscht. Eine Wafer Scale Engine der 1. Generation von Cerebras kommt diesem Wunsch noch am nächsten. Hintergrund des Ganzen dürfte auch hier sein, dass TSMC nicht einfach Kundenprodukte ausstellen kann, schließlich ist auch dort vieles streng geheim.

Allgemein lässt sich der Standort als übersichtlich beschreiben, denn nach wenigen Räumen mit interaktiven Exponaten hat man im Rundlauf ziemlich schnell auch schon wieder den Ausgang erreicht. Im Zentrum stehen historische Stationen zur Entwicklung von TSMC und der Halbleiterindustrie in Taiwan. Außerdem gibt es einen starken Fokus auf den Gründer Morris Chang und darauf, wie seine Foundry-Idee die globale Elektronikindustrie geprägt hat. Chang kündigte im Juni 2018 seinen Ruhestand an.

Das „Geheimnis“ der Fab 1 gelüftet

Interessant war vor Ort vor allem eine Informationstafel, die den globalen Fußabdruck von TSMC zeigte. TSMC betreibt respektive errichtet derzeit 22 Standorte weltweit, davon allein sechs 12-Zoll-Wafer-Fabs, fünf 6- und 8-Zoll-Wafer-Fabs und fünf Advanced-Backend-Fabs in Taiwan. Zwei Fabs stehen in den USA, eine entsteht mit ESMC in Deutschland, zwei weitere befinden sich in China und eine in Japan. In Taiwan sind die Fabs über den gesamten Westen des Landes verteilt, Hsinchu ist lediglich einer von vielen Standorten. Vor Ort ließ sich das „Geheimnis“ lüften, warum es in der Zählweise von TSMC mit der „Fab 2“ losgeht. Die frühere Fab 1 hatte TSMC noch vom taiwanischen „Ministry of Economic Affairs“ (MOEA) und „Industrial Technology Research Institute“ (ITRI) gemietet und später wieder zurückgegeben. In der Fab 1 wurde ab 1987 in 3,0 µm (nicht Nanometer!) gefertigt.

Zu Fuß unterwegs in der TSMC-Stadt

Highlight des Tages war allerdings weniger das Museum, sondern die Möglichkeit, einmal auf eigene Faust das umliegende Gebiet und die Anlagen von TSMC zu Fuß zu erkunden – soweit es unter den strengen Sicherheitsrichtlinien möglich war.

In der Fab 20 wird in 2 Nanometer gefertigt

Vom Museum aus ist fußläufig nämlich auch die neue Fab 20 zu erreichen. Die Fab 20 ist eine der modernsten Chipfabriken des Unternehmens und auf die Produktion von Halbleitern mit dem neuesten 2-Nanometer-Fertigungsprozess ausgelegt. Dort werden hochkomplexe Logikchips für Anwendungen wie Künstliche Intelligenz, Rechenzentren, Smartphones und Hochleistungsrechner gefertigt. Die Fabrik nutzt modernste Fertigungstechnologien, darunter EUV-Lithografie und neue Transistorarchitekturen, um leistungsfähigere und energieeffizientere Chips in großen Stückzahlen herzustellen.

Wenn plötzlich der Gehweg aufhört

Um diese modernste Fab aus „nächster Nähe“ zu betrachten, läuft man im konkreten Fall auch gerne mal über sechsspurige Schnellstraßen, wo plötzlich der Gehweg aufhört und gleichzeitig ein Fahrstreifen der Brücke, über die man gerade spaziert, abgerissen und erneuert wird – was ein Abenteuer! Auch an der Fab 20 wurde die Redaktion von Sicherheitspersonal begrüßt, das dem Fotografieren wenig abgewinnen konnte. Öffentliche Straßen und Google Street View scheint man bei TSMC nicht zu kennen.

Das neue R&D Center von TSMC

Direkt schräg gegenüber befindet sich das erst im Juli 2023 eröffnete neue R&D Center von TSMC. Dort arbeiten Tausende Ingenieure und Wissenschaftler an den nächsten Generationen der Halbleitertechnologie. Dort werden neue Fertigungsverfahren, Transistorarchitekturen, Materialien und Produktionsprozesse erforscht und entwickelt, bevor sie in die Massenproduktion überführt werden. Das Zentrum spielt eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung fortschrittlicher Technologien wie 2-nm-, 1,4-nm- und zukünftiger Fertigungsprozesse und soll den technologischen Vorsprung von TSMC in der globalen Halbleiterindustrie sichern.

Die Dimensionen sind gigantisch

Auf dem Weg vom Museum zur Fab 20 kommt man auch an der gigantischen Fab 12 vorbei. Sie besteht aus mehreren miteinander verbundenen Gebäuden, die unterschiedliche Schritte der Chipfertigung und -entwicklung abdecken. Dort werden Siliziumwafer in hochautomatisierten Reinräumen durch Hunderte von Prozessschritten verarbeitet – darunter Lithografie, Ätzen, Beschichten, Dotieren, Messen und Qualitätskontrolle. Neben den eigentlichen Produktionsbereichen befinden sich in den Gebäuden auch Anlagen für Prozessentwicklung, Testläufe neuer Fertigungstechnologien, Materialversorgung sowie technische Infrastruktur, die den kontinuierlichen Betrieb und die Chipfertigung rund um die Uhr ermöglichen.

Wer bei TSMC zu Fuß unterwegs ist, den Blick über die gigantischen Gebäude sowie die dafür benötigte Infrastruktur unter anderem in Bereichen wie Energie oder Kühlung schweifen lässt, realisiert schnell, dass hier etwas sehr Wichtiges passiert, das sich zugleich im permanenten Wandel hin zu immer moderneren Verfahren befindet. Dieser Anblick machte mehrfach sprachlos oder ließ oftmals nicht mehr zu als ein „Wow“.

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Wer Taiwan besucht und einen Tag abseits der vielen weiteren Highlights des Landes übrig hat und sich zugleich von Technik begeistern lassen kann, sollte – mit vorheriger Anmeldung – auch TSMC einen Besuch abstatten – es lohnt sich in mehrfacher Hinsicht!

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