Comparaison pratique entre TSMC et Samsung Foundry : leadership procédé, rendements, feuilles de route, packaging, et pourquoi la confiance des clients façonne qui fabriquera les puces de nouvelle génération.

Une « fonderie » est l’entreprise qui fabrique des puces pour d’autres sociétés. Apple, NVIDIA, AMD, Qualcomm et de nombreuses startups conçoivent généralement la puce (le plan), puis s’appuient sur une fonderie pour transformer ce plan en millions de dies identiques et fonctionnels à grande échelle.
Le rôle de la fonderie ne se limite pas à imprimer des motifs : c’est faire tourner un système d’usine répétable et à haut volume où de petites différences de procédé décident si un produit est livré à temps, atteint ses objectifs de performance et reste rentable.
Le leadership procédé est moins une question de communication que de capacité à fournir de façon fiable un meilleur PPA — performance, puissance et surface — à rendement élevé. Pour les acheteurs, le leadership se traduit par des résultats concrets :
Les nœuds de pointe concentrent en général les gains d’efficacité les plus importants, d’où leur importance pour les accélérateurs IA et les centres de données (performance par watt), les smartphones (autonomie et thermique) et les PC (performance soutenue dans des designs fins).
Mais le « meilleur » nœud dépend du produit : un SoC mobile et un énorme GPU d’IA sollicitent le procédé de façons très différentes.
Cette comparaison ne produira pas un vainqueur permanent unique. Les différences évoluent selon la génération de nœud, l’état de maturité du nœud (montée en cadence initiale vs nœud mature) et les règles de conception et bibliothèques qu’un client utilise.
Une entreprise peut dominer pour une classe de produits tandis que l’autre sera plus convaincante ailleurs.
Des étiquettes publiques comme « 3nm » ne sont pas des mesures standardisées. Ce sont des noms de produit, pas une échelle universelle. Deux offres « 3nm » peuvent différer par les choix de transistor, les objectifs de densité, les caractéristiques de consommation et la maturité — les seules comparaisons significatives utilisent des métriques réelles (PPA, rendement, calendrier de montée en cadence), pas le seul label du nœud.
Le « leadership » d’une fonderie n’est pas un chiffre unique. Les acheteurs jugent généralement un nœud sur sa capacité à atteindre un équilibre utilisable de PPA, fournir un rendement à l’échelle, et atteindre un temps-vers-volume suffisamment rapide pour respecter les lancements produits.
PPA signifie performance (la vitesse d’exécution), puissance (la consommation énergétique à une vitesse donnée) et surface (l’espace silicium requis). Ces objectifs se concurrencent.
Un SoC pour smartphone peut prioriser puissance et surface pour prolonger l’autonomie et intégrer plus de fonctions sur la puce. Un CPU de centre de données ou un accélérateur IA peut accepter une plus grande surface (et un coût supérieur) pour obtenir fréquence et performance soutenue, tout en restant attentif à la consommation car l’électricité et le refroidissement dominent les coûts opérationnels.
Le rendement est la part des dies sur une plaquette qui fonctionnent et respectent les spécifications. Il détermine :
Le rendement est façonné par la densité de défauts (combien de fautes aléatoires apparaissent) et la variabilité (quelle est la consistance du comportement des transistors sur la plaquette et entre lots). En début de vie d’un nœud, la variabilité est typiquement plus élevée, ce qui peut réduire les paliers de fréquence utilisables ou forcer des tensions conservatrices.
Les annonces comptent moins que la date à laquelle un nœud produit constamment des plaquettes en spécification et à rendement élevé pour de nombreux clients. Les nœuds matures sont souvent plus prévisibles ; la stabilité des nœuds récents peut fluctuer à mesure que les procédés, masques et règles se resserrent.
Même avec des physiques silicium proches, les résultats dépendent de l’activation de conception : qualité des PDK, bibliothèques de standard-cells et mémoires, IP validées et flux EDA bien rodés.
Une bonne activation réduit les retours en fonderie, améliore la fermeture timing/puissance et aide les équipes à atteindre le volume plus rapidement — souvent en réduisant les écarts réels entre fonderies.
Il y a un parallèle utile avec le logiciel : les équipes publient plus vite quand la « plateforme » supprime les frictions. Des outils comme Koder.ai font cela pour le développement d’apps en permettant de construire des produits web, backend et mobile via le chat (mode planification, snapshots/retour en arrière, déploiement et export du code source). En silicium, l’activation fonderie joue un rôle similaire : moins de surprises, plus de répétabilité.
« 3nm », « 2nm » et des labels similaires ressemblent à une mesure physique, mais ils sont principalement un raccourci pour une génération d’améliorations de procédé. Chaque fonderie choisit sa propre nomenclature, et le nombre en « nm » ne correspond plus clairement à une seule taille de fonctionnalité sur la puce.
C’est pourquoi un circuit « N3 » d’une entreprise et un « 3nm » d’une autre peuvent différer sensiblement en vitesse, consommation et rendement.
Pendant des années, la logique de pointe a reposé sur des transistors FinFET — imaginez une nageoire verticale de silicium que la grille enserre sur trois côtés. Les FinFET ont amélioré le contrôle et réduit les fuites par rapport aux transistors plans plus anciens.
La prochaine étape est GAA (Gate-All-Around), où la grille entoure plus complètement le canal (souvent implémentée en nanosheets). En théorie, le GAA peut offrir un meilleur contrôle des fuites et un meilleur passage à l’échelle à très faibles tensions.
En pratique, il introduit aussi une nouvelle complexité de fabrication, des défis d’ajustement et des risques de variabilité — « architecture plus récente » ne signifie donc pas automatiquement de meilleurs résultats pour chaque puce.
Même si les transistors logiques se miniaturisent bien, les produits réels sont souvent limités par :
Parfois, les gains de performance proviennent davantage des améliorations de métallisation et de routage que du transistor lui‑même.
Certains acheteurs privilégient la densité (plus de calcul par mm² pour le coût et le débit), d’autres l’efficacité énergétique (autonomie, thermique et performance soutenue). Un nœud peut paraître « en avance » sur le papier et être un moins bon choix si son équilibre réel de PPA ne correspond pas aux objectifs produit.
Quand les clients expliquent pourquoi ils choisissent TSMC, ils ne commencent rarement par un seul chiffre de benchmark. Ils parlent de prévisibilité : des dates de disponibilité qui dévient moins, des options de procédé qui arrivent avec moins de surprises, et une montée en cadence qui se sent « ennuyeuse » dans le bon sens — c’est‑à‑dire que l’on peut planifier un cycle produit et le tenir.
Une grande partie de l’attrait de TSMC vient de l’écosystème qui l’entoure. Beaucoup de fournisseurs d’IP, de flux d’outils EDA et de méthodologies de référence sont d’abord (ou plus complètement) adaptés aux PDK TSMC.
Ce large soutien réduit le risque d’intégration, surtout pour les équipes qui ne peuvent pas se permettre un long cycle de débogage.
On attribue aussi souvent à TSMC une capacité rapide d’apprentissage du rendement une fois les volumes réels lancés. Pour les clients, cela se traduit par moins de trimestres où chaque unité coûte cher et l’offre est contrainte.
Au-delà des plaquettes, les acheteurs citent des « extras » pratiques : services de conception et un large catalogue de packaging. Les options de packaging avancé (comme CoWoS/SoIC) comptent parce que beaucoup de produits gagnent désormais sur l’intégration système, pas seulement sur la densité transitorielle.
L’inconvénient d’être le choix par défaut est la compétition pour la capacité. Les créneaux de pointe peuvent être serrés, et l’allocation peut favoriser les plus grands clients avec des engagements à long terme — surtout lors de grandes montées en cadence.
Les plus petites sociétés fabless doivent parfois planifier plus tôt, accepter des fenêtres de tapeout différentes ou utiliser une seconde fonderie pour des pièces moins critiques.
Malgré ces contraintes, beaucoup d’équipes fabless se standardisent sur une fonderie principale car cela simplifie tout : blocs IP réutilisables, validation répétable, playbook DFM cohérent et une relation fournisseur qui s’améliore génération après génération.
Le résultat est moins de friction organisationnelle — et plus de confiance que « suffisant sur le papier » sera aussi bon en production.
L’histoire de Samsung Foundry est étroitement liée à Samsung Electronics : une entreprise qui conçoit des puces mobiles phares, fabrique de la mémoire en grand volume et possède une large partie de la chaîne manufacturière.
Cette intégration verticale peut se traduire par des avantages pratiques — coordination étroite entre besoins de conception et exécution en usine, et capacité à réaliser de gros investissements en capital quand le cas d’affaire est stratégique plutôt que transactionnel.
Peu d’entreprises se situent à l’intersection de la production mémoire à grand volume et de la logique de pointe. Gérer d’énormes opérations DRAM et NAND forge une forte expertise en contrôle de procédé, automatisation d’usine et discipline des coûts.
Bien que mémoire et logique soient des métiers différents, cette culture de « fabrication à l’échelle » peut être utile lorsque les nœuds avancés doivent passer du laboratoire à une production répétable et à haut débit.
Samsung propose aussi un portefeuille large au-delà du nœud vedette : nœuds matures, RF et procédés spécialisés qui peuvent compter autant que le débat « 3nm vs 3nm » pour les produits réels.
Les acheteurs évaluant Samsung Foundry se concentrent souvent moins sur les revendications de PPA de pointe et davantage sur la prévisibilité opérationnelle :
Ces préoccupations ne signifient pas que Samsung ne peut pas livrer — elles signifient que les clients peuvent planifier avec des marges plus larges et davantage d’efforts de validation.
Samsung peut être convaincant comme second source stratégique pour réduire le risque de dépendance, surtout pour des produits à très haut volume où la continuité d’approvisionnement vaut autant qu’un petit avantage d’efficacité.
C’est aussi un bon choix quand votre équipe s’aligne déjà sur l’écosystème IP et flux de conception de Samsung (PDK, bibliothèques, options de packaging), ou quand un produit bénéficie du portefeuille d’appareils plus large de Samsung et de ses engagements capacitaires à long terme.
La lithographie EUV est l’outil qui rend possibles les puces modernes de classe « 3nm ». À ces dimensions, les techniques DUV plus anciennes nécessitent souvent du multi-patterning intensif — découper une couche en plusieurs expositions et gravures.
L’EUV peut remplacer une partie de cette complexité par moins d’étapes d’imprégnation, ce qui typiquement signifie moins de masques, moins d’occasions d’erreurs d’alignement et une définition de motifs plus propre.
TSMC et Samsung Foundry disposent d’exposeuses EUV, mais le leadership tient à la capacité à transformer ces outils en plaquettes à haut rendement de façon régulière.
L’EUV est sensible à de minuscules variations (dose, focus, chimie des résists, contamination), et les défauts qu’il génère peuvent être probabilistes plutôt qu’évidents. Les gagnants sont généralement les équipes qui :
Les outils EUV sont rares et coûteux, et le débit d’un seul outil peut devenir un goulot d’étranglement pour un nœud entier.
Quand l’uptime baisse ou que les taux de retouche augmentent, les plaquettes passent plus de temps en file d’attente en fab. Ce temps de cycle allongé ralentit l’apprentissage du rendement parce qu’il faut plus de temps calendaire pour observer si un changement a aidé.
Moins de masques et d’étapes peuvent réduire le coût variable, mais l’EUV ajoute ses propres coûts : temps de scanner, maintenance et contrôles de procédé plus serrés.
Une exécution EUV efficace est donc un double avantage : meilleurs rendements (plus de dies bons par plaquette) et apprentissage plus rapide, qui ensemble réduisent le coût réel de chaque puce livrable.
Le leadership de procédé ne se prouve pas par une présentation — il apparaît quand de vrais produits sont livrés à temps, aux performances cibles et en quantités significatives.
C’est pourquoi le langage de « montée en cadence » importe : il décrit la transition désordonnée d’un procédé prometteur à un flux d’usine fiable.
La plupart des nœuds de pointe traversent trois grandes phases :
« HVM » peut avoir des sens différents selon le marché :
Les clients suivent le temps entre tape-out → premier silicium → stepping validé → expéditions produit.
Plus court n’est pas toujours mieux (une précipitation peut se retourner contre soi), mais des écarts longs indiquent souvent des problèmes de rendement, de fiabilité ou des frictions d’écosystème de conception.
On ne voit pas les graphiques internes de rendement, mais on peut regarder :
En pratique, la fonderie qui convertit des succès précoces en livraisons constantes gagne en crédibilité — et cette crédibilité peut valoir plus qu’un petit avantage de PPA.
Un « meilleur nœud » ne garantit plus automatiquement un meilleur produit. À mesure que les puces se divisent en multiples dies (chiplets) et empilent mémoire et logique, le packaging avancé devient partie intégrante de l’histoire de la performance et de l’offre, pas une simple touche finale.
Les processeurs modernes combinent souvent différentes tuiles silicium (CPU, GPU, I/O, cache) fabriquées sur différents procédés, puis reliées par des interconnexions denses.
Les choix de packaging influent directement sur la latence, la consommation et les fréquences atteignables — car la distance et la qualité de ces connexions comptent presque autant que la vitesse des transistors.
Pour les accélérateurs IA et les GPU haut de gamme, la nomenclature du packaging inclut souvent :
Ce ne sont pas des « accessoires ». Un excellent die de calcul associé à une solution thermique ou d’interconnexion faible peut perdre en performance réelle, ou nécessiter des cibles de puissance réduites.
Même lorsque les rendements wafers s’améliorent, le rendement et la capacité du packaging peuvent devenir le facteur limitant — surtout pour les gros dispositifs IA nécessitant plusieurs piles HBM et des substrats complexes.
Si un fournisseur ne peut pas fournir assez de slots de packaging avancé, ou si un assemblage multi-die a un mauvais rendement d’assemblage, les clients subiront des retards de montée en cadence et des volumes contraints.
Quand on compare TSMC et Samsung Foundry, les clients posent de plus en plus de questions axées packaging telles que :
En pratique, le leadership de nœud et la confiance client s’étendent au‑delà du silicium : ils incluent la capacité à livrer un package complet et à haut rendement à l’échelle.
Un avantage de PPA de 1–3 % a l’air décisif sur une diapositive. Pour beaucoup d’acheteurs, ce n’est pas le cas.
Quand un lancement produit est lié à une fenêtre étroite, une exécution prévisible peut valoir plus qu’un léger meilleur objectif de densité ou de fréquence.
La confiance n’est pas une impression vague — c’est un ensemble d’assurances pratiques :
La fabrication de pointe n’est pas une commodité. La qualité de l’ingénierie support, la clarté de la documentation et la solidité des voies d’escalade peuvent déterminer si un problème prend deux jours ou deux mois.
Les clients longue durée valorisent souvent :
Les entreprises tentent de réduire la dépendance en qualifiant une seconde fonderie. Aux nœuds avancés, c’est coûteux et lent : règles de conception différentes, disponibilité IP différente et, en pratique, un portage de la puce.
Beaucoup d’équipes ne font du double sourcing qu’à des nœuds matures ou pour des pièces moins critiques.
Posez ces questions avant de vous engager :
Si ces réponses sont solides, un petit écart de PPA cesse souvent d’être le facteur décisif.
Un devis fonderie commence généralement par un prix par plaquette, mais ce chiffre n’est que la première ligne. Ce que les acheteurs payent vraiment, c’est des puces bonnes et livrées à temps, et plusieurs facteurs décident si une option « moins chère » le reste.
Les prix augmentent quand les nœuds deviennent plus récents et complexes. Les leviers principaux sont :
Le TCO renverse souvent les comparaisons. Une conception qui nécessite moins de retours (tape-outs) économise non seulement sur les masques, mais aussi des mois d’ingénierie.
De même, les retards de calendrier peuvent coûter plus que n’importe quelle remise wafer — manquer une fenêtre produit signifie revenus perdus, inventaire en excès ou plateforme retardée.
L’effort d’ingénierie compte aussi : si atteindre les fréquences ou la consommation cibles nécessite de lourds ajustements, validations ou contournements, ces coûts apparaissent en effectifs et en temps.
Aux avant‑gardes, les acheteurs paient souvent pour une réservation de capacité — un engagement qui garantit la disponibilité des plaquettes lors de la montée en cadence. En clair, c’est comme réserver des places de fabrication à l’avance.
Le compromis est la flexibilité : des engagements plus forts assurent un meilleur accès, mais laissent moins de marge pour modifier les volumes rapidement.
Si une option offre un prix wafer plus bas mais un rendement inférieur, une variabilité plus grande ou un risque de retours plus élevé, le coût par die bon peut finir par être supérieur.
C’est pourquoi les équipes achats modélisent de plus en plus de scénarios : Combien de puces vendables obtenons‑nous par mois aux specs visées, et que se passe‑t‑il si nous retardons d’un trimestre ? Le meilleur accord est celui qui survit à ces réponses.
Quand une entreprise choisit une fonderie de pointe, elle choisit non seulement des transistors — elle choisit où son produit le plus précieux sera fabriqué, expédié et potentiellement retardé.
Cela fait de la concentration un sujet stratégique : trop de capacité critique dans une seule géographie peut transformer une perturbation régionale en pénurie mondiale de produit.
La majeure partie des volumes de pointe est concentrée sur quelques sites. Les acheteurs s’inquiètent d’événements hors ingénierie : tensions inter‑détroit, changements de politique commerciale, sanctions, fermetures de ports et même restrictions de visas ou logistique qui ralentissent l’installation et la maintenance.
Ils planifient aussi pour des problèmes plus banals mais réels — tremblements de terre, tempêtes, coupures de courant et contraintes en eau — car une fab avancée est un système finement accordé. Une courte perturbation peut se répercuter en fenêtres de lancement manquées.
Les annonces de capacité comptent, mais la redondance aussi : plusieurs fabs qualifiées pour le même procédé, utilités de secours et capacité prouvée à restaurer les opérations rapidement.
Les clients demandent de plus en plus des playbooks de reprise, la diversification régionale du packaging/test et la rapidité à réallouer des lots quand un site tombe.
La production aux nœuds avancés dépend d’une longue chaîne d’équipements (exposeuses EUV, dépôts, gravures) et de matériaux spécialisés.
Les contrôles à l’export peuvent limiter où les outils sont livrés, qui peut les maintenir ou quels clients peuvent être approvisionnés. Même si une fab fonctionne normalement, des retards dans la livraison d’outils, de pièces détachées ou de mises à niveau peuvent ralentir les montées en cadence et réduire la capacité disponible.
Les entreprises combinent typiquement plusieurs approches :
Rien n’élimine le risque, mais cela transforme un pari « mise sur la société » en plan maîtrisé.
« 2nm » n’est pas tant une simple réduction que un ensemble de changements qui doivent arriver ensemble.
La plupart des plans 2nm supposent une nouvelle structure transistorielle (souvent gate‑all‑around / nanosheet) pour réduire les fuites et améliorer le contrôle à basse tension.
Ils reposent aussi de plus en plus sur l’alimentation par l’arrière (backside power delivery) pour libérer de l’espace de routage frontal pour les signaux, plus de nouveaux matériaux d’interconnexion et des règles de conception pour empêcher les fils de devenir le principal facteur limitant.
Autrement dit : le nom du nœud résume transistor + alimentation + routage, pas seulement une étape lithographique plus fine.
Une annonce 2nm compte seulement si la fonderie peut (1) atteindre des rendements répétables, (2) fournir des PDK stables et des flux de signoff assez tôt pour que les clients conçoivent, et (3) aligner packaging, test et capacité pour que des produits en volume puissent effectivement être expédiés.
La meilleure feuille de route est celle qui survit aux vrais tape-outs clients, pas aux démonstrations internes.
L’IA pousse les puces vers de très grands dies, des chiplets et une énorme bande passante mémoire — tandis que les contraintes énergétiques favorisent les gains d’efficacité plutôt que la fréquence brute.
Cela place la distribution de puissance, la thermique et le packaging avancé au même niveau d’importance que la densité transitorielle. Attendez‑vous à ce que les décisions de « meilleur nœud » intègrent les options de packaging et l’efficacité par watt sur des charges de travail réelles.
Les équipes qui priorisent la prévisibilité prouvée en production à haut volume, une préparation EDA/IP approfondie et un risque de calendrier faible ont tendance à choisir TSMC — même si cela coûte plus.
Les équipes qui valorisent des prix compétitifs, sont prêtes à co‑optimiser la conception avec la fonderie, ou veulent une stratégie de seconde source évaluent souvent Samsung Foundry — surtout lorsque le temps jusqu’au contrat et la diversification stratégique comptent autant que le PPA maximal.
Dans les deux cas, les organisations gagnantes standardisent aussi l’exécution interne : planification claire, itération rapide et retour en arrière quand les hypothèses cassent. Ce même état d’esprit opérationnel explique pourquoi des équipes modernes adoptent des plates‑formes comme Koder.ai pour coder rapidement des applications bout‑à‑bout (React web, Go + PostgreSQL backend, Flutter mobile) avec déploiement et hébergement intégrés — car itérer vite ne vaut que si c’est prévisible.