Kan en affärsidé vara för bra? I fallet TSMC kan man nästan tro det. Företaget har på 20 år gått från noll till världens fjärde största halvledarproducent. Bolaget gör över hälften av världens asicar och är produktionspartner för teknikledande halvledarbolag som Altera, Broadcom, Marvell, och Nvidia. Och så gör man en försvarlig del av produktionen för jättar som ST, NXP och Freescale.

- Förr var att anlita ett foundry som att gå till en skräddare för att sy en t-shirt. Nu är det den absolut mest ekonomiska produktionsmodellen - bara de som behöver mycket speciella processer startar egen tillverkning idag. Vi har skalfördelar och är så mycket mer flexibla - vi har hundratals olika kretsar i produktion samtidigt, förklarar företagets talesman Michael Kramer när Elektroniktidningen kommer på besök.

FAKTA TSMC grundades 1987 och har idag åtta fabriker i Taiwan, varav två kör 300 mm kiselskivor. Bolaget äger också fabriker i Singapore, USA och Shanghai. Av de drygt 20 000 anställda jobbar ungefär hälften med produktion och den andra hälften med processutveckling, försäljning, marknadsföring och företagsledning. Nästan 600 har doktorsexamen och över 6 000 har Mastersexamen. Bara tre procent av de anställda är icke-taiwaneser.

TSMC är lika stort som samtliga konkurrenter tillsammans inom uppdragstillverkning av digital CMOS. Och i nischen görs 7 av 10 kretsar av foundries. Framtida tillväxt kräver sålunda radikala förändringar.

Förändringarna är på gång

På halvledarkonferensen ISSCC i februari aviserade bolagets ordförande Morris Chang satsningar på nya marknader, som minnen, analoga kretsar, mikroprocessorer, sensorer och mikromekanik. På dessa områden görs mindre än var femte krets av foundries idag, något som Chang vill ändra på. Först ut är minnen där man sedan ett halvår äger en fabrik ihop med Spansion. Supertankers vänder dock inte så fort - minnen står bara för ett par procent av omsättningen och tros inte gå förbi femprocent i år. Produktionen av analogt och högspänning står för än mindre andelar.

Samtidigt förfinas affärsmodellen. TSMC uttyds förvisso Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, men ordet manufacturing, tillverkning, finns bara kvar av historiska skäl.

- Vi jobbar hårt på att inte tänka på oss själva som ett tillverkningsbolag. Kunderna ska helst uppleva att vi är precis som deras egna fabrik, fast bättre. Titta här, säger Michael Kramer och visar upp texten "Your Virtual Fab" på tygbandet som håller den obligatoriska identitetsbrickan.

Fontän med kiselskiveskulptur

Han tar emot i huvudkontoret, beläget i TSMC:s största fabrik, Fab 12. Utanför finns en stor fontän med en skulptur föreställande en enorm kiselskiva. I receptionen får vi lämna ifrån oss såväl laptop som kamera och mobiltelefon - bolaget vill inte riskera att utomstående fotograferar inne i byggnaden.

Här görs drygt 30 000 kiselskivor om 300 mm i månaden, ungefär en tredjedel av kapaciteten som planeras när fabriken är fullt utbyggd. Området heter Hsinchu och är en enorm teknikpark som får Kista och Ideon att blekna, belägen en timme utanför Taiwans huvudstad Taipei.

De drygt 2000 anställda i huset har tillgång till faciliteter som vårdcentral, tandläkare, gym, dagis, servicebutik och ett par restauranger.

- Och vi har vårt eget Starbucks - det är det bara vi som har inom hela TSMC, säger Michael Kramer.

Företagen i Hsinchu, precis som i teknikparken Tainan på södra Taiwan där TSMC har sin andra 300 mm-fabrik, får skattelättnader av staten. Det har koncentrerat landets elektronikindustri till dessa teknikparker. Tvärs över gatan ligger en fabrik tillhörande värste konkurrenten UMC, United Microelectronics Corporation, världens näst största foundry. Runt omkring syns skyltar med logotyper för leverantörer av produktionsutrustning, EDA-verktyg och annat som krävs i halvledarvärldens infrastruktur. Här finns också två av Taiwans största tekniska universitet. Men Michael Kramer vill tona ner statens roll.

- Staten investerade i TSMC på ett tidigt stadium, men det är allt. Här i Hsinchu får vi samma villkor som alla andra, säger han.

Att döma av resultatet verkar dock bolaget inte behöva något större stöd. I fjol omsatte man 64 miljarder kronor och gick med en vinst efter skatt på 27 miljarder. Vinsten ökade med 36 procent jämfört med året innan. Visserligen har innevarande år inte börjat lika lysande, men man räknar ändå med en tillväxt kring 17 procent i år, och tänker därför bygga ut sin kapacitet med lika mycket.

I likhet med övriga halvledarbolag brukar TSMC göra stora nummer av varje teknikskifte, och bolaget har på sistone basunerat ut att man är redo för 45 nm. Precis som med den förra generationen, 65 nm, går man direkt på 300 mm i stället för 200 mm kiselskivor för produktionen, och tar in flera projekt på samma kiselskiva.

- Vi ligger i täten jämte Intel. Kunderna inom telekom och grafikkretsar driver på - de vill ha 45 nm-kretsar idag. FPGA-kunderna är inte fullt lika aggressiva.

Att företagets första kommersiella 45 nm-process är en lågeffektvariant, och att standardvarianten kommer senare är en indikation på förändringstrycket.

- Så har vi aldrig gjort förut, men kunderna krävde det denna gång. Intresset för lågeffekt är enormt just nu.

Teknikskiften allt mindre dramatiska

Skiftet till mindre geometrier brukar äga rum ungefär vartannat år. På labbet förbereder man även nästa övergång, till 32 nm.

- Vi har också ett litet forskarteam som jobbar med 22 nm, men skiftena blir allt mindre dramatiska. Vi hade problem i övergången till 90 nm, när vi införde koppar i stället för aluminium i ledarna. Då lärde vi oss mycket som vi tillämpar numera. Till 45 nm tog övergången på sex månader kortare tid än till 65 nm.

Det tar visserligen ett tag innan de senaste geometrierna når massproduktion. Bara en procent av produktionen under fjärde kvartalet 2006 gjordes i 65 nm-teknik. Men möjligheten måste finnas, processerna måste vara karaktäriserade så att kunderna kan göra sina konstruktioner, annars går de någon konkurrent.

Under året kommer TSMC även att börja med 65 nm-produktion för rf-CMOS och blandat analog-digitala kretsar, inbyggda flashminnen i 90- och 130 nm-processer samt CMOS-sensorer i 110 och 90 nm.

På längre sikt har forskningsingenjörerna även planer på att integrera MRAM, att bygga upp tredimensionella halvledarstrukturer och att börja använda massivt parallell elektronstrålelitografi och extrem-UV-litografi.

Långt innan massproduktionen sätter igång tar TSMC för varje process fram ett av sina viktigaste konkurrensmedel, ett så kallat DFM Data Kit, där DFM står för Design for Manufacturing. Det är ett helt ekosystem av konstruktionsflöden, referensdesigner och IP-bibliotek som TSMC utvecklat tillsammans med nyckelkunder och stora EDA-bolag som Cadence, Synopsys, Mentor och. DFM minskar visserligen konstruktörens frihetsgrader en smula, men Michael Kramer menar att det är ett rimligt pris.

- Det är ren ekonomi. Alla vet att DFM minskar risken för att man ska behöva göra om sin konstruktion. Men den stora vinsten är att vi snabbare kan öka yielden, och på kort tid få ner kostnaden per krets.

Men DFM räcker inte som kundstöd - lika viktigt är designservice, den avdelning som hjälper kunderna med själva konstruktionsarbetet. Enligt Michael Kramer betalar kunderna för större delen av designservicen.

Egna produkter - aldrig!

Men har då TSMC aldrig frestats att ta fram egna produkter, givet att man har både konstruktion- och produktionskapacitet i världsklass?

- Nej, vi kan aldrig konkurrera med våra kunder. Det står i företagets statuter att vi aldrig ska ta fram egna produkter utan enbart hålla oss till att serva andra i branschen. Den skrivningen var så hårt formulerad att vi fick ändra den för att kunna börja sälja konstruktionstjänster utan att bryta mot intentionerna.

Man satsar inte heller på allt. Optohalvledare är ett exempel på en teknik där TSMC inte ser några större affärer, och sålunda inte heller investerar. Inte heller har man några planer på att gå över till nästa generation kiselskivor, de gigantiska 450 mm-varianter som förespråkare för Intel har talat om som nästa naturliga steg.

Oviss framtid i Crolles

I Europa har TSMC ingen egen fabrik, däremot äger man en del av en forskningsfabb i franska Crolles, där ST, NXP och Freescale är huvudägare. Det samarbetet fick sig dock en törn då NXP bestämde sig för att dra sig ur. Freescales medverkan är inte heller hundraprocentigt säker sedan ägarskiftet i höstas. Michael Kramer ger det officiella svaret på frågan om NXP:s framtid i Crolles - att samarbetet varit givande, att kontraktet löper ut vid slutet av året, och att förhandlingar pågår.

Högre upp på agendan står då aktiviteterna i det ekonomiskt allt viktigare grannlandet Kina, eller "PRC" (People's Republic of China) som man säger här för att politiskt korrekt skilja fastlands-Kina från det egna landet "ROC" (Republic of China). Trots de komplicerade politiska relationerna så blomstrar handeln, och TSMC har som många andra taiwanesiska bolag produktion på andra sidan sundet. En helägd fabrik drogs igång där för tre år sedan.

- Men det är inte för att spara tillverkningskostnader - det är faktiskt dyrare där än här och vi gör ingen vinst i den fabriken.

- Kina är ingen stor marknad för oss idag, men har enorm potential. Och vi vill finnas på plats framför allt eftersom Kina gillar sina egna standarder, inom 3G och annat, som på sikt kan bli viktiga globalt.

Att Kina år 2000 startade ett konkurrerande foundry, SMIC, Semiconductor Manufacturing International Corporation, bidrog till TSMCs intresse. SMIC har dock på sistone enligt uppgift drabbats av personalflykt och rykten gör gällande att de flesta gått till just TSMC. Det vill dock inte Michael Kramer kommentera.

- Ett tag såg det ut som om SMIC fick obegränsat med pengar från kinesiska staten, vilket oroade oss. Nu verkar det stödet ha minskat, är allt han säger.

Att en så stor del av världens foundrykapacitet är belägen på Taiwan är ett faktum som inger en del oro, då jordbävningar förekommer ett par gånger om året, med rejäla skalv var tionde år. Den senaste stora - 7,6 på Richterskalan - ägde rum 1999.

- Men vad jag vet är det den enda som påverkat produktionen här. Fabrikerna klarade sig utan större skador men produktionen stannades eftersom el- och vattenförsörjningen slogs ut, säger Kramer.

Som många andra stora företag i Taiwan vill TSMC gärna visa att man är en god samhällsmedborgare. Bolaget har en stiftelse som sponsrar det lokala konstmuseet och Taipeis symfoniorkester, och uppmanar de anställa att jobba med välgörenhet på arbetstid. Därtill sponsrar stiftelsen studentaktiviteter och professorstjänster på grannuniversiteten. Helheten tycks ge resultat.

- I undersökningar som visar var Taiwans studenter vill jobba efter examen har vi varit nummer ett under de senaste tio åren, säger Michael Kramer med påtaglig stolthet.