13 dec 2025·5 min
TSMC en het foundry-model: het knelpunt achter wereldwijde technologie
Waarom TSMC het kritieke knelpunt voor geavanceerde chips werd, hoe het foundry-model werkt en wat overheden en bedrijven doen om het risico te verkleinen.
Waarom TSMC het kritieke knelpunt voor geavanceerde chips werd, hoe het foundry-model werkt en wat overheden en bedrijven doen om het risico te verkleinen.
TSMC is geen bekende naam bij het grote publiek, maar staat stilletjes achter veel producten en diensten die mensen dagelijks gebruiken. Als je een recente smartphone hebt gebruikt, een auto met geavanceerde rijhulpsystemen hebt gekocht, video hebt gestreamd, een AI-model hebt getraind of een bedrijf runt op clouddiensten, heb je waarschijnlijk geprofiteerd van chips die door TSMC zijn geproduceerd.
Een strategisch knelpunt is een punt in een systeem waar capaciteit beperkt is, alternatieven schaars en vertragingen zich naar buiten toe opstapelen. Denk aan één brug op de enige weg naar een stad: zelfs als alles verder werkt, vormt zich daar file.
TSMC is die brug voor geavanceerde chips. Veel bedrijven kunnen chips ontwerpen (Apple, NVIDIA, AMD, Qualcomm en duizenden anderen). Veel minder kunnen ze ze produceren op de meest geavanceerde “nodes” met hoge yield, grote volumes en consistente kwaliteit. Als de wereld meer cutting-edge-chips wil dan de beschikbare fabriekcapaciteit toestaat, is de beperking niet creativiteit—het zijn productieslots.
Moderne producten zijn in essentie “systemen van chips.” Telefoons zijn afhankelijk van efficiënte processors en radiochips. Auto’s vertrouwen steeds meer op microcontrollers, powermodules, sensoren en AI-accelerators. Cloud-datacenters schalen alleen als ze continu nieuwe CPU’s/GPU’s kunnen uitrollen. AI-vooruitgang is nauw verbonden met toegang tot de nieuwste, snelste acceleratoren—want softwareverbeteringen hebben nog steeds hardware nodig om te draaien.
Dit is een verhaal over bedrijfsmodellen en toeleveringsketens, geen diepe duik in de natuurkunde. We richten ons op wie wat maakt, waarom productie moeilijk te repliceren is en hoe concentratie invloed geeft.
Onderweg beantwoorden we vier praktische vragen: Waarom TSMC specifiek? Waarom is dit probleem nu urgenter? Waar verschijnen de echte knelpunten tussen ontwerp en wafers? En wat kan realistisch veranderen—door nieuwe fabs, beleid (zoals de CHIPS Act) of veranderingen in hoe bedrijven chips sourcen?
Een semiconductor foundry is een bedrijf dat chips produceert voor andere bedrijven. Zie het als een hoogwaardig fabriek die miljoenen identieke, uiterst precieze producten kan maken—alleen zijn die producten hele kleine schakelingen.
Een fabless onderneming ontwerpt chips maar bezit geen fabriek (“fab”). Bijvoorbeeld: Apple ontwerpt de A- en M-series chips, en NVIDIA ontwerpt GPU’s, maar ze schakelen meestal een foundry in om ze te laten maken.
Een IDM (Integrated Device Manufacturer) doet zowel ontwerp als productie onder één dak. Intel is het klassieke voorbeeld: historisch ontwierp en produceerde het veel van zijn CPU’s in eigen fabs.
Toen ontwerp en productie scheidden, konden chipontwerpers zich richten op prestaties, energie-efficiëntie en features—zonder tientallen miljarden te investeren in fabrieksbouw en upgrades. Tegelijk konden foundries zich concentreren op het lastigste deel: herhaaldelijk hele kleine, foutvrije patronen produceren op enorme schaal.
Deze specialisatie versnelde innovatie omdat meer bedrijven zich konden wagen aan chipontwerp en sneller konden itereren door hetzelfde productieplatform te gebruiken.
Het runnen van een leidende-edge-fab is een continue cyclus van dure upgrades, procesafstemming en grootschalige productie. Foundries spreiden die kosten over veel klanten, zodat hun businessmodel vanzelfsprekend schaal en productiefocus beloont.
TSMC is de best bekende pure-play foundry en de standaardkeuze voor veel geavanceerde chips. Samsung biedt ook foundry-diensten aan maar balanceert die met eigen chipproducten. Intel breidt zijn foundry-ambities uit, maar komt uit een IDM-geschiedenis—de transitie omvat zowel technische als bedrijfsmodelveranderingen.
TSMC werd niet per toeval centraal—het is gebouwd rond een eenvoudig idee dat destijds saai klonk: wees een fabriek voor iedereen en concurreer op uitvoering in plaats van op het bezit van het eindproduct.
TSMC werd in 1987 opgericht met steun van de Taiwanese overheid en een missie gericht op productie. In de jaren ’90 won het vroege klanten die chips wilden ontwerpen zonder dure fabrieken te bezitten. Die timing was belangrijk: het “fabless”-model (bedrijven die ontwerpen maar niet produceren) begon op te komen.
In de jaren 2000 was het fabless-ecosysteem geen niche meer—denk aan smartphone- en netwerkchipontwerpers die snelle iteraties en voorspelbare productie nodig hadden. Toen de jaren 2010 prestaties en energie-efficiëntie verder opdreven, liep TSMC door naar nieuwe procestechnologieën vóór de meeste alternatieven, waardoor het de standaardkeuze werd voor de meest veeleisende ontwerpen.
De voorsprong van TSMC kwam uit drie elkaar versterkende voordelen.
Ten eerste procesleiderschap: het leverde herhaaldelijk nieuwe productiegeneraties die prestaties en efficiëntie verhoogden. Ten tweede klantvertrouwen: het bouwde een reputatie op voor bescherming van intellectueel eigendom en voor het niet concurreren met klanten door eigen chips te lanceren. Ten derde uitvoering: het schaalde complexe productie betrouwbaar—op schema, met hoge yields en in enorme volumes.
Die combinatie is moeilijk te verslaan. Een chipontwerper kan een iets hogere waferprijs verdragen; hij kan geen late levering, lage yields of onverwachte proceswijzigingen tolereren.
Een pure-play foundry produceert chips voor andere bedrijven en verkoopt geen concurrerende processors onder eigen naam. Dat verschilt van IDMs die zowel ontwerpen als maken, en ook van foundry-activiteiten binnen bedrijven die nog steeds interne productprioriteiten hebben.
Voor fabless-bedrijven is die neutraliteit een plus: het vermindert conflicten en maakt langetermijnroadmaps makkelijker te delen.
Een “node” (zoals 7nm, 5nm, 3nm) is een verkorte aanduiding voor een generatie productietechnologie. Kleinere nodes laten meestal meer transistors toe in hetzelfde oppervlak en kunnen snelheid verbeteren en/of energie verlagen—belangrijk voor telefoons, datacenters en AI-accelerators.
Het bereiken van elke nieuwe node vereist enorme R&D-uitgaven, gespecialiseerde tools (waaronder EUV-lithografie) en jaren van ervaring. TSMC bleef die complexiteit absorberen zodat zijn klanten zich konden richten op ontwerp—en zo werd het de standaardfabriek voor geavanceerde chips.
Geavanceerde chipfabricage is niet “gewoon het bouwen van een fabriek.” Het lijkt meer op het runnen van een natuurkundig laboratorium dat miljoenen identieke producten verzendt—waar kleine afwijkingen een hele batch kunnen verpesten. Die combinatie van wetenschappelijke precisie en betrouwbaarheid op hoge volumes maakt leidende-edge-productie zo lastig te kopiëren.
Bij geavanceerde nodes zijn functies op een chip zo klein dat stof, trillingen of kleine temperatuurschommelingen defecten kunnen veroorzaken. Daarom vertrouwen moderne fabs op extreem schone kamers, nauw gecontroleerde luchtstromen en constante monitoring van chemicaliën, gassen en waterzuiverheid.
Het lastige is niet alleen het bereiken van die omstandigheden—het is ze 24/7 handhaven terwijl duizenden processtappen draaien. Elke stap (etsen, depositie, reiniging, inspectie) moet op elkaar aansluiten, anders faalt de uiteindelijke chip.
Een leidende-edge-fab vereist enorme aantallen gespecialiseerde apparatuur, redundante nutsvoorzieningen en een ondersteunende infrastructuur. Het gebouw zelf doet ertoe, maar de echte investering zit in het instrumentarium, de ondersteunende systemen en het vermogen om die continu op hoge bezetting te laten draaien.
Daarom is “inhalen” zelden een eenmalige uitgave. De apparatuur moet worden geïnstalleerd, gekalibreerd, geïntegreerd in een stabiele procesflow en vervolgens herhaaldelijk geüpgraded naarmate nodes vooruitgaan.
Voor de meest geavanceerde chips is EUV-lithografie een sleuteltechnologie. EUV-instrumenten behoren tot de meest complexe machines ooit commercieel gemaakt, en er kunnen maar weinig per jaar worden geproduceerd en geleverd.
Dat creëert een natuurlijk knelpunt: zelfs goed gefinancierde nieuwe toetreders kunnen niet direct opschalen zonder toegang tot deze tools en het ecosysteem van onderdelen, service en proceskennis daaromheen.
Zelfs met dezelfde tools zullen twee fabs niet dezelfde resultaten halen. Ervaring vertaalt zich in hogere yield (meer goede chips per wafer), snellere ramp-tijden en minder productieverrassingen.
Die voorsprong wordt opgebouwd door talent, hardverdiende “yield learning” over vele productcycli en operationele discipline—duizenden kleine beslissingen die samen betrouwbare output opleveren. Dit is de stille reden waarom replicatie jaren kost, niet maanden.
Het is gemakkelijk te denken dat chipproductie begint als een wafer een fab binnenkomt. In werkelijkheid verschijnen de scherpste knelpunten vaak eerder—bij de overdrachten waar beslissingen moeilijker terug te draaien zijn en schema's vastliggen.
Een vereenvoudigd pad ziet er zo uit:
De valkuil: elke stap voedt eisen terug naar de vorige. Een verpakkingskeuze kan ontwerpwijzigingen afdwingen; een yield-probleem kan een herontwerp veroorzaken.
Vertragingen concentreren zich rond tape-out gereedheid, maskerbeschikbaarheid en fab-wachttijd. Een late ontwerpaanpassing kan een gereserveerd slot missen; het missen van een slot kan betekenen dat je weken of maanden wacht op het volgende venster. Dat schuift verpakkings- en testschema's op, wat uiteindelijk levertijden en productlanceringen vertraagt.
Een veelvoorkomend knelpunt is ook verpakkingscapaciteit, vooral voor high-end chips die complexe interconnects nodig hebben. Zelfs als wafers klaar zijn, kan een verpakkingachterstand levering stilleggen.
Foundry-capaciteit wordt grotendeels toegewezen via reserveringen die ruim van tevoren worden gemaakt. Klanten voorspellen volumes, betalen voor toezeggingen en plannen tape-outs om beschikbare slots te matchen. Wanneer de vraag plotseling verschuift, is herschikken niet direct mogelijk—tools en processen zijn afgestemd op specifieke nodes en producten.
Yield is het aandeel bruikbare chips per wafer. Kleine dalingen in yield kunnen de output drastisch verlagen en de effectieve kosten verhogen. Bij geavanceerde nodes is yield vaak het verschil tussen “we kunnen verzenden” en “we zitten vast”, zelfs als de fab op volle toeren draait.
De orderportefeuille van TSMC lijkt op papier gediversifieerd, maar de meest geavanceerde capaciteit (de “leading edge”) trekt doorgaans tegelijk dezelfde soorten producten aan. Dat is geen toeval—het is een gevolg van natuurkunde, economie en productcycli.
High-end smartphoneprocessors, datacenter-CPU’s/GPU’s en veel AI-accelerators jagen allemaal op dezelfde voordelen: meer prestaties per watt en meer rekenkracht per vierkante millimeter. De nieuwste nodes (mogelijk gemaakt door tools zoals EUV-lithografie) zijn waar die winstgroei het meest haalbaar is.
Omdat leidende-edge-fabs miljarden kosten om te bouwen en uit te rusten, kunnen maar weinig locaties op dat front opereren—en ontwerpers willen het beste proces zodra het beschikbaar is. Het resultaat is clustering: meerdere “must-win” producten die op dezelfde beperkte capaciteit landen.
TSMC bedient gelijktijdig:
In normale tijden is die mix efficiënt. Een enkele foundry kan seizoensschommelingen gladstrijken (feestdagtelefoonlanceringen versus enterprise-refreshes), apparatuur benutten en standaardiseren rond bewezen ontwerp- en verpakkingsopties.
Concentratie wordt pijnlijk bij vraagpieken of als een grote klant zijn strategie verschuift. Een verrassend herstel in smartphoneverkopen, een plotselinge AI-boom of een grote GPU-lancering kan wafers opslokken die andere klanten hadden verwacht. En wanneer één klant vraag naar voren haalt (“just in case”), volgen anderen vaak—wat tekorten versterkt.
Zelfs als fabrieken 24/7 draaien, kan leidende-edge-capaciteit niet snel worden uitgebreid. Praktisch gezien concurreren productroadmaps—voor telefoons, cloud en AI—om hetzelfde beperkte slot in de kalender.
Een “knelpunt” gaat niet alleen over één drukke fabriek. Het gaat over meerdere kritieke paden die samenkomen op een paar plaatsen die moeilijk snel te vervangen zijn. Bij geavanceerde chips zit TSMC centraal in meerdere single points of failure tegelijk.
Zelfs als je meerdere chipontwerpers hebt, kun je toch van dezelfde kleine set dingen afhankelijk zijn:
Een verstoring in elk van deze kan output vertragen—en die vertraging werkt door naar alles stroomafwaarts.
Recente jaren lieten zien hoe snel “normale” aannames kunnen breken:
Just-in-time verlaagt kosten, maar verwijdert ook buffer. Wanneer leadtimes van weken naar maanden stijgen, veranderen “efficiënte” voorraadniveaus in gemiste lanceringen, productiestops en dure spotinkopen.
Niet-technische risicoplanning komt vaak neer op een paar hefbomen: dual-source waar mogelijk, houd gerichte buffers voor lang-leverende onderdelen, en ontwerp opnieuw zodat producten alternatieve nodes of vervangende componenten kunnen gebruiken. Het doel is niet afhankelijkheid elimineren—maar voorkomen dat één verrassing leidt tot een bedrijfsstop.
Een strategisch knelpunt is een beperkt punt waar capaciteit schaars is, alternatieven beperkt zijn en vertragingen doorwerken naar de rest van het systeem. Bij geavanceerde chips gaat het knelpunt vaak niet over ontwerptalent—het gaat om het beperkte aantal fabrieken dat betrouwbaar leidende-edge-wafers kan produceren met hoge yield en op grote schaal.
De invloed van TSMC komt voort uit de combinatie van:
Veel bedrijven kunnen uitstekende chips ontwerpen; veel minder kunnen ze deze aan het front produceren op schema.
Een foundry fabriceert chips voor andere bedrijven.
De scheiding laat ontwerpteams sneller itereren zonder zelf fabs te bouwen, terwijl foundries winnen door te specialiseren en op te schalen.
Een “node” (bijv. 7nm, 5nm, 3nm) is een afkorting voor een generatie productietechnologie. Nieuwere nodes verbeteren meestal prestaties per watt en/of transistor-dichtheid.
In de praktijk kies je met een node ook:
Geavanceerde productie is moeilijk te kopiëren omdat succes meer vereist dan geld en gebouwen:
Twee fabs met vergelijkbare apparatuur kunnen heel verschillende yields en betrouwbaarheid opleveren, en dat bepaalt de echte output.
EUV (extreme ultraviolet) lithografie is een cruciale tool om de kleinste structuren in leidende-edge-chips te tekenen. Het is belangrijk omdat:
Zelfs goed gefinancierde uitbreidingen kunnen worden geremd door de levering van tools en integratietijdlijnen.
Veel knelpunten verschijnen op overdrachtsmomenten waar schema's moeilijk te wijzigen zijn:
Een fout vroeg kan verpakking, testen en verzending vertragen—waardoor een wekenprobleem een kwartaallange vertraging wordt.
Yield is het percentage bruikbare chips per wafer. Het beïnvloedt direct:
Kleine yield-verschuivingen bij geavanceerde nodes kunnen grote schommelingen in aanbod veroorzaken.
Omdat “meer wafers” niet gelijkstaat aan “meer verzendbare chips.” Na waferfabricage moeten chips:
Geavanceerde verpakking heeft zijn eigen capaciteit, materialen en apparatuur, en kan een apart knelpunt worden, zelfs wanneer waferoutput sterk is.
Diversificatie gebeurt, maar geleidelijk. Nieuwe fabs kunnen het risico van één locatie verminderen, maar de moeilijkste onderdelen kosten tijd:
Om vooruitgang te beoordelen, kijk naar verscheepte volumes, bewezen node-capabiliteit, ramp/yield-prestaties en of vlaggenschipontwerpen daadwerkelijk migreren.