هنگامی که مینو مورگز در اواخر سال 2021 به کارخانه تولید نیمه هادی تایوان یعنی TSMC پیوست، کارفرمای جدید او ترتیبی داد تا روانشناس، او و سایر کارکنان تازه استخدام شده آمریکا را برای شوک فرهنگی که ممکن است در اثر کار در یک شرکت تایوانی ایجاد شود، آماده کند. کمتر از دو سال بعد، این مهندس ایتالیایی تبار و آموزش دیده در ایالات متحده، کار در بزرگترین شرکت تولید کننده تراشه‌های نیمه هادی جهان را پذیرفت. مورگز در رابطه با اینکه یکی از پیشگامان کمک به ساخت کارخانه است، می‌گوید: «اغلب اتفاق نمی‌افتد که چنین کارخانه عظیمی ساخته شود و همه اینها فناوری پیشرفته است.»
همانطور که ممکن است بدانید، شرکت TSMC دارای پیشرفته‌ترین فناوری تولید تراشه در حال حاضر در جهان است و 90 درصد از بازار جهانی را برای پیشرفته‌ترین تراشه‌های سفارشی کنترل می‌کند. اما پروژه آریزونا، جایی که شرکت TSMC در حال ساخت دو کارخانه با هزینه 40 میلیارد دلاری در آن است، به این شرکت یک شوک فرهنگی وارد کرده و در نتیجه هم کمپانی و هم کارمندانش را در منحنی یادگیری شدید قرار داده است.
کارخانه های شرکت TSMC در خارج از تایوان: آمریکا، ژاپن و آلمان
تاکنون، شرکت TSMC پیشرفته‌ترین تراشه‌های خود را منحصراً در کارخانه‌های بزرگ کشور تایوان ساخته است. روند کار این شرکت به این صورت است که کارکنان تحقیق و توسعه برای رفع هر گونه مشکل وارد عمل می‌شوند، تامین کنندگان دور هم جمع شده، و ارائه دهندگان خدماتی که برای دهه‌ها در ساخت کارخانه‌های این شرکت مشارکت داشته‌اند به هر خواسته آنها پاسخ می‌دهند. این مدل به خوبی بهینه سازی شده به سودآوری بیشتر شرکت TSMC نسبت به سایر سازندگان صنعت نیمه هادی کمک کرده است. اما نگرانی فزاینده در میان دولت‌ها و صنعت در ایالات متحده، اروپا و ژاپن مبنی بر اینکه حمله چین به تایوان می‌تواند جهان را بدون ذخایر تراشه رها کند، این شرکت را مجبور می‌کند تا بستر تولیدی خود را گسترش دهد. به غیر از آریزونا، این شرکت همچنین در حال راه اندازی یک کارخانه جدید در کشور ژاپن است و همچنین متعهد به سرمایه گذاری 10 میلیارد یورویی در آلمان است. مارک لیو، رئیس کمپانی TSMC در ماه سپتامبر گفت: آریزونا اولین آزمایش توسعه مگا سایت ما در خارج از کشور خواهد بود. البته این یک فرآیند یادگیری است.
اینکه آیا این آزمایش خوب پیش می‌رود یا نه، می‌تواند تلاش ایالات متحده برای احیای تولید تراشه‌های نیمه‌رسانا در خاک خود را نشان دهد. تلاشی که با کامپیوترهایی به ارزش 39 میلیارد دلار برای کارخانه‌های جدید، که بخشی از بزرگترین سرمایه‌گذاری عمومی کشور در سیاست صنعتی از زمان جنگ جهانی دوم را تشکیل می‌دهد، پشتیبانی می‌شود. پروژه آریزونا همچنین می‌تواند تعیین کند که آیا شرکت TSMC می‌تواند خود را به یک شرکت چند ملیتی واقعی تبدیل کند یا خیر.
با این وجود دو سال اول بسیار سخت بوده است و جدول زمانی پروژه و جاه طلبی‌های شرکت را تهدید می‌کند. دیلان پاتل، تحلیلگر ارشد SemiAnalysis، یک شرکت مشاوره و تحقیقات صنعت تراشه مستقر در کالیفرنیا، می‌گوید این شرکت تایوانی با رویکرد آمریکایی در ساخت و ساز و نیروی کار دست و پنجه نرم می‌کند. به گفته او شرکت TSMC به طور کامل با تفاوت فرهنگی کنار نیامده است. در ماه جولای، لیو به سرمایه گذاران گفت که تاریخ شروع تولید از سال آینده به سال 2025 به تعویق خواهد افتاد.
همچنان میزان بزرگی کارخانه آریزونا نیز مشخص نیست. بر اساس دو فابریک که شرکت تاکنون اعلام کرده است، ظرفیت ماهانه خود را به 60000 ویفر می‌ساند، که مدارها روی آنها چاپ می‌شود و ریزتراشه‌ها بریده خواهند شد. این امر ریخته‌گری آریزونا را به کارخانه‌ای با اندازه متوسط تبدیل می‌کند، اما بسیار کوچکتر از gigafabs که در تایوان فعالیت می‌کند، و تولیدات آن در ماه به بیش از 100000 ویفر می‌رسد. شرکت TSMC زمین کافی برای چهار مرحله توسعه دیگر را به دست آورده است که می‌تواند کارخانه آریزونا را به این مقیاس برساند، اما علناً به آن متعهد نیست. چند تن از مدیران و تامین کنندگان شرکت TSMC اکنون می‌گویند که باور ندارند این شرکت تمام شش فاز را بسازد. کیتلین لگاکی، مشاور ارشد سابق جینا ریموندو، وزیر بازرگانی ایالات متحده، می‌گوید: این جا نقطه‌ای است که عدم اطمینان و تنش زیادی وجود دارد. این یک منطقه ناشناخته برای کمپانی TSMC محسوب می‌شود، بنابراین قابل درک است که چرا آنها آن را کمی آهسته پیش می‌برند.
چالش‌های ساخت و ساز کارخانه در آمریکا
ساخت مرحله اول این کارخانه با چالش‌هایی همراه بوده است که در ادامه به آنها می‌پردازیم.
نحوه انعقاد قراردادهای مهندسی توسط این شرکت باعث اصطکاک زیادی شد که در نهایت تاخیر زیادی را به وجود آورد. در حالی که در ایالات متحده، سازندگان تراشه‌ها معمولاً سه پیمانکار جداگانه برای ساختمان دفتری، ساختمان اصلی مرکزی که تمام زیرساخت‌های برقی و لوله‌کشی در آن قرار دارد، و اتاق تمیز که خود فرآیند تولید تراشه در آن انجام می‌شود، انتخاب می‌کنند، اما شرکت TSMC به طور معمول کار را به 20 بخش یا حتی بیشتر تقسیم می‌کند.
چارلز لی، مدیر اجرایی Topco، یک شرکت تایوانی که مواد شیمیایی و قطعات خاصی را برای کمپانی TSMC مدیریت می‌کند، می‌گوید: شرکت TSMC به خاطر صرفه‌جویی در هزینه، این قراردادها را بسیار کوتاه خواهد کرد. آنها عادت دارند همه چیز را از بالا به پایین مدیریت کنند. در تایوان، پیمانکاران عادت دارند این دستورات را مطیعانه دنبال کنند و خود را با تغییر سریع دستورالعمل‌ها وفق دهند، اما در ایالات متحده ارتباط نادرست وجود خواهد داشت. به تازگی، کمپانی TSMC برای یافتن کارگران ماهر کافی به منظور نصب ماشین آلات پیشرفته کلیدی در تلاش بوده است. در ماه ژوئن، این شرکت 500 متخصص دیگر را از تایوان برای کمک به این مرحله مرحله فرستاد. چند نفر از تازه واردان در اواخر ماه سپتامبر برای مهمانی دورهمی در Aspire Pinnacle Peak، یک مجتمع آپارتمانی واقع شده در 12 کیلومتری کارخانه TSMC که در آن اقامت دارند، گرد هم آمدند. لین، کارمندی که خواست تنها با نام خانوادگی‌اش شناسایی شود، می‌گوید که برای کمک به راه‌اندازی لیتوگرافی فرابنفش شدید یا ماشین‌های EUV، تجهیزات ساخته شده توسط شرکت هلندی ASML که برای ساخت پیشرفته‌ترین تراشه‌ها مورد نیاز است، به آمریکا آمده است.
برخی از کارشناسان صنعت می‌گویند که در واقع در ایالات متحده نیروی تخصص کمتری در مورد EUV وجود دارد. به غیر از مرکز توسعه فناوری کمپانی اینتل در اورگان، هیچ کارخانه‌ای در ایالات متحده هنوز EUV را نصب نکرده است. شرکت TSMC اولین دستگاه EUV خود را در ماه می به کارخانه آریزونا منتقل کرد. به تازگی در آریزونا نیز مسائل برای زنجیره تامین کمپانی TSMC پیچیده شده است. این سازنده تراشه به شمار زیادی از تامین کنندگان در پایگاه اصلی خود متکی است. پیتر هانبری، کارشناس صنعت نیمه هادی در شرکت مشاوره Bain در این رابطه می‌گوید: آنها یک اکوسیستم بسیار قوی در تایوان دارند، از جمله فروشگاه‌های قطعات یدکی و ماشین‌آلات، برخی از مواد شیمیایی انبوه، بنگاه‌های جابه‌جایی و نقل مکان. اما بسیاری از این شرکت‌ها، کسب‌وکارهای کوچکی هستند و سوال این است که چند نفر از این افراد حاضر به تغییر مکان خواهند شد؟
افزایش هزینه‌های کارخانه تراشه سازی در آمریکا برای TSMC
چندین تامین کننده مواد شیمیایی تایوانی برای کمپانی TSMC، از جمله چانگ چون پتروشیمی، Kanto PPC و Topco، زمینی را در کازا گراند در جنوب فینیکس به قصد ساخت کارخانه و انبار خریداری کردند. برای برخی از آنها، این واقعیت که آنها مجبورند تمام کارهای برنامه‌ریزی و مجوز برای اتصالات جاده‌ای و تاسیسات را خودشان انجام دهند، به علاوه زمین‌های آماده نقل و انتقال در پارک‌های صنعتی در خانه، همراه با هزینه‌های ساخت و ساز به شدت بالاتر، شوک آور است. وینسنت لیو، رئیس LCY، که مواد شیمیایی پاک کننده مورد استفاده در تولید تراشه‌های TSMC را تولید می‌کند، می‌گوید: «هزینه ساخت شرکت TSMC در ایالات متحده چندین برابر بیشتر از تایوان است و همین چند برابر در مورد ما نیز صدق می کند. افزایش هزینه به طور دقیق باید پنج برابر باشد.
با این وجود، مدیران و تحلیلگران بر این باورند که چالش واقعی برای شرکت TSMC این است که فاب جدید را به اندازه کارآمدی کارخانه‌های خود که در تایوان مستقر هستند، اجرا کند. یکی از مدیران کمپانی TSMC می‌گوید: «ما معتقدیم که این پروژه می‌تواند سودآور باشد، اگرچه به اندازه کارخانه‌های تایوان ما پولساز نیست.» مدیر اجرایی می‌گوید این شرکت می‌تواند عملیات‌های فابریک در ایالات متحده را که در حال حاضر در تایوان در حال تولید انبوه است، تکرار کند، اما مطمئن نیست که بتواند با استفاده از فناوری‌هایی که اخیراً در مرکز تحقیق و توسعه جهانی خود ساخته شده است، تولید خود را در آریزونا انجام دهد.
این در تضاد با رویکرد برخی دیگر از سازندگان تراشه است. برای مثال، شرکت اینتل سال‌هاست که از رویکردی به نام Copy EXACTLY پیروی می‌کند که بر اساس آن، هر فابریک جدید باید تحت پارامترهای دقیق انتقال یافته از مرکز توسعه فناوری این شرکت در اورگان عمل کند.
هرگونه درخواست برای انحراف از آن باید از طریق یک فرآیند مکتوب شامل آزمایش‌هایی برای نشان دادن شایستگی تغییرات پیشنهادی تأیید شود. این شرکت به این فرآیند کنترل‌شده نیاز دارد تا از محصولات ثابت در سراسر شبکه کارخانه‌های خود که در تعدادی از ایالت‌های ایالات متحده و در کشورهایی از جمله ایرلند فعالیت می‌کنند، اطمینان حاصل کند. پاتل می‌گوید، با این حال، در شرکت TSMC، «کارگران فاسد استقلال بیشتری برای تغییر شماره‌گیری برای بهبود بازدهی دارند». این همان چیزی است که باعث می‌شود آنها به چنان کارایی دست یابند که کمپانی اینتل هرگز نداشته است. پاتل مدل کار کمپانی TSMC را دلیل اصلی طول عمر بسیار بیشتر فناوری این شرکت نسبت به رقبای خود می‌داند.
اما رویکرد TSMC تا حد زیادی متکی به داشتن تیم تحقیق و توسعه است که فناوری جدید را در کارخانه های آمریکا توسعه می‌دهد. مهندسان با تجربه در سایر شرکت‌های سازنده تراشه می‌گویند که امکان نصب و اجرای دستگاه‌های ماهواره‌ای در فواصل بسیار زیاد وجود دارد. یکی از مهندسان ارشد کمپانی اینتل بیان می‌کند: «من این را زمانی که تولید را در کشور ایرلند افزایش می‌دادیم، دیده‌ام. فاب جدید یک مهندس را به مدت یک هفته یا سه ماه به سایت توسعه فناوری در اورگان می‌فرستد تا بتواند دقیقاً آنچه را که قرار است انجام شود کپی کند. سپس آن شخص به بازمی‌گردد و به اجرای آن کمک می‌کند.»
اگر چند سال در شرکت TSMC کار کنید، پس از آن می‌توانید تقریباً به هر شرکت نیمه هادی دیگری بپیوندید. لی، مدیر اجرایی Topco می‌گوید که مواد مورد نیاز برای آریزونا همگی کپی‌های دقیقی از آنچه در Fab 18 استفاده می‌شود (سایتی در جنوب تایوان در شهر Tainan است) هستند، جایی که TSMC همان فناوری را اجرا می‌کند که در کارخانه آریزونا آمریکا استفاده خواهد شد. او می‌گوید: آنها حتی می‌خواهند که وقتی ویفرهای خام را به کارخانه آریزونا می‌فرستیم، باید از همان مقدار مورد استفاده در Fab 18 باشند. با این حال، تجربه Morgese در شرکت TSMC نشان می‌دهد که این شرکت، در حالی که بخشی از موقعیت‌های اینتل را حذف می‌کند، همچنان در تلاش است تا رویکرد انعطاف پذیرتر خود را حفظ کند.
سال گذشته، Morgese شش ماه را در Fab 18 گذراند. او به عنوان مدیر برای پلاناریزاسیون شیمیایی-مکانیکی، نوع خاصی از فرآیند پولیش، استخدام شد، او همتای خود را در Fab 18 تحت الشعاع قرار داد و سپس به تنهایی شروع به انجام تکالیف مرتبط کرد. Morgese می‌گوید: «وقتی فناوری را از Fab 18 منتقل می‌کنید، معیار شما این است که چگونه بازدهی [آن] fab را مطابقت دهید. او و مهندسان همکارش که برای شروع تولید در آریزونا آماده می‌شوند، ابتدا اطمینان حاصل می‌کنند که همه فرآیندها و تنظیمات ابزار دقیقاً مطابق با کارخانه‌های تایوان هستند. اما هنگامی که آنها شروع به قرار دادن ویفرهای سیلیکونی در تجهیزات می‌کنند، ممکن است تغییرات کوچک اتفاق انجام شود تا بفهمند چگونه می‌توانند فرآیند را بهینه کنند.
کارشناسان صنعت هشدار می‌دهند که انعطاف‌پذیری که TSMC به کارگران تایوانی اعطا می‌کند با نیروی کار ایالات متحده سختتر اجرا خواهد شد. پاتل می‌گوید: «شما می‌توانید کارگران فاب را تا زمانی که بسیار ماهر شوند توانمند کنید، اما در ایالات متحده نمی‌توانید چنین کاری را انجام دهید. او می‌افزاید که تکنسین‌ها در تایوان معمولاً چهار سال را در مدرسه مهندسی گذرانده‌اند. اما فارغ‌التحصیلان رشته مهندسی در ایالات متحده فرصت‌های شغلی با حقوق بیشتری دارند، مانند ساخت لنزهای جدید برای اپل یا کار برای متا. در فونیکس، این مشکل به وضوح مشهود است. TSMC در حال حاضر بیش از 2200 نفر از 4500 کارمندی را که قصد دارد پس از احداث دو کارخانه در آمریکا استخدام کند، به کار گرفته است. اما به گفته دو نفر آشنا با وضعیت، تقریبا نیمی از افرادی که تاکنون استخدام شده‌اند، افرادی هستند که از تایوان فرستاده شده‌اند.
این شرکت در تلاش است با حمایت از چندین دانشکده مهندسی محلی، از جمله در دانشگاه ایالتی آریزونا، استعدادها را توسعه دهد.
گاریما، یک دانشجوی فارغ‌التحصیل از هند که فقط نام کوچک خود را گفته است، می‌گوید: پس از پایان کارشناسی ارشدم در سال آینده در کارخانه TSMC در آمریکا کار می‌کنم زیرا دستمزد این شرکت واقعاً خوب است و فناوری آنها به روز است. او می‌گوید: «اما از طریق دوستانی که در آنجا کار می‌کنند، می‌دانم که ساعت‌های کاری این کمپانی بسیار طولانی است و مرخصی گرفتن بسیار سخت خواهد بود. او ادعا می‌کند که شرکت TSMC می‌خواهد کارگرانش «ربات‌هایی» مطیع باشند، چیزی که او به‌عنوان ویژگی فرهنگ شرکت‌های آسیایی توصیف می‌کند که در زادگاهش هند نیز دیده می‌شود. گاریما می‌افزاید: اگر می‌خواهند در آمریکا موفق باشند، باید بیشتر به سمت رویکرد شرکت اینتل بروند.
بسیاری از مهندسان جوان شرکت TSMC به عنوان یک شروع شغلی خوب در نظر گرفته‌اند، و قصد دارند هرچه زودتر به آن بپیوندند. اسمیتا سواین که دکترای خود را در ASU می‌گذراند و دوستانی دارد که در ASU کار کرده‌اند، می‌گوید: «اگر چند سال اول در TSMC کار کنید و روند کار آن را فرا بگیرید، پس از آن می‌توانید تقریباً به هر شرکت نیمه هادی دیگری بپیوندید. هنگامی که افراد به TSMC می‌پیوندند، زمان مشخصی را در تایوان می‌گذرانند تا در مورد ابزارها آموزش ببینند، و وقتی بازمی‌گردند، همه شرکت‌های محلی سعی می‌کنند به آنها دستمزد بیشتری بدهند و این افراد آموزش‌دیده را استخدام کنند. مایکل کوزیکی، استاد دانشکده مهندسی برق، کامپیوتر و انرژی ASU، می‌گوید TSMC در آریزونا با سیاست شغلی بسیار متفاوتی مواجه است که این شرکت تایوانی، در خانه، به آن عادت ندارد.
تحلیلگران می‌گویند چالش‌های TSMC در مکان‌های تولیدی جدید آن متفاوت خواهد بود. ساخت کارخانه ژاپنی آن بسیار راحت‌تر از ایالات متحده پیش می‌رود. یکی از مهندسان TSMC که با هر دو پروژه آشناست، می‌گوید: فرهنگ‌های ما به یکدیگر نزدیک‌تر هستند، و ژاپنی‌ها طرز فکر تولید و اخلاق کاری مشابه ما را دارد. تحلیلگران می‌گویند که از آنجایی که کارخانه‌های تولیدی در ژاپن و آلمان از فناوری‌های بالغ‌تری نسبت به ریخته‌گری آریزونا استفاده خواهند کرد، ساخت و ساز و تولید اولیه باید چالش‌های کمتری را ایجاد کنند. هانبری از باین می‌گوید: اما من گمان می‌کنم که آلمان از نظر مسائل کارگری دشوارتر خواهد بود. شرکت TSMC به شدت از این تفاوت‌های عمیق آگاه است. علاوه بر آموزش فنی، این شرکت در حال آموزش پرسنل خارجی از طریق آموزش زبان و فرهنگ مشابه دوره آموزشی Morgese است. به گفته افرادی که با این وضعیت آشنا هستند، در 12 ماه گذشته، حدود 6000 کارمند TSMC تحت آموزش‌های بین فرهنگی در TLI، یک شرکت مشاوره تایوانی، قرار گرفته‌اند.
پس از اینکه شرکت TSMC در مکان جدید شهرت خوبی پیدا کرد، نیاز به ایجاد نیروی کار محلی پایدار دارد. این شامل آموزش کارکنان داخلی برای کار موثرتر در خارج از کشور است. TLI طی پنج سال گذشته شاهد افزایش تقاضا از سوی شرکت‌های تایوانی تحت فشار برای جهانی‌شدن بوده است زیرا مشتریان و دولت‌های خارجی خواستار تنوع بخشیدن به زنجیره‌های تامین فناوری از چین هستند. تقاضای بسیار بیشتر برای آموزش مدیران و مدیران میانی تایوانی است تا آنها را برای یک محیط کاری جهانی آماده کنند. مشاوران می‌گویند TSMC و سایر شرکت‌های تایوانی که در ایالات متحده یا اروپا گسترش می‌یابند، در ابتدا تعداد زیادی از کارکنان خود را به محل فرستادند، زیرا آنها برای استخدام و حفظ کارکنان محلی برای افزایش سریع کسب‌وکار مشکل دارند.
وو می‌گوید: «اما پس از رسیدن به مقیاس و شهرت خوب در مکان جدید، باید به طور سیستماتیک یک نیروی کار محلی پایدار ایجاد کنند. آنها نمی‌توانند برای همیشه به اجرای آن با تایوانی‌ها اعتماد کنند. حتی اگر آزمایش کارخانه TSMC در آمریکا با موفقیت انجام شود، تأثیر تنوع بخشیدن به تولید تراشه‌های جهانی به دور از تایوان به دلیل مقیاس عظیم این شرکت محدود خواهد بود. تحلیلگران و مدیران تخمین می‌زنند که پس از رسیدن دو فاز اول کارخانه فونیکس به ظرفیت کامل و تکمیل کارخانه‌های این شرکت در ژاپن و آلمان، بعید است کل فروش حاصل از تولید خارج از تایوان بتواند بیش از 10 درصد از درآمد کمپانی TSMC را تشکیل دهد. اما ناظران آمریکایی می‌گویند که این حداقل اولین گام به سوی بازسازی توانایی تولید تراشه در ایالات متحده است. Legacki، مشاور سابق وزارت بازرگانی، می‌گوید: داشتن مقداری از ظرفیت بهتر از صفر است.
توسط 
توسط 
دیدگاهتان را بنویسید