Qu'est-il donc advenu du wafer 450 mm ?

La majorité de la production de semiconducteur - quelle que soit sa taille et sa complexité - est aujourd'hui essentiellement effectuée sur des wafers de 300 mm de diamètre. De manière générale, plus grand est le wafer, meilleur est le rendement et meilleur est donc le prix de chaque puce individuelle. La prochaine étape se devait d’être le wafer de 450 mm, avec l'ambition de doubler le nombre de puces par wafer, et pendant un temps, l'industrie mondiale du semiconducteur s'était effectivement rassemblée pour concentrer ses efforts sur l'élaboration de la technologie nécessaire.

Suivant un premier mouvement collaboratif en 2008 entre TSMC, Samsung et Intel, le Global 450 mm Consortium (G450C) fut formé un peu plus tard. Celui-ci réunissait alors plusieurs entreprises, dont Intel, TSMC, Samsung, IBM et GlobalFoundries pour le développement des équipements et outils de fabrications requis pour la production de wafers 450 mm. En 2012, TSMC avait même annoncé un projet sur 5 ans estimé entre 8 et 10 milliards de $ pour la construction d'un fab dédié au wafer 450 mm, tandis qu'Intel avait apparemment fait des plans pour équiper ses fabs en Arizona et en Oregon.  

Puis tout à coup, arriva 2017 et tout l'enthousiasme pour un wafer plus grand semblait soudainement avoir disparu chez les entreprises concernées et tout le monde s'était visiblement contenté d'en rester au wafer de 300 mm, sans que l'on sache réellement pourquoi. Chiang Shang-Yi, ancien co-chief operating officier de TSMC et l'un des ex-employés ayant le plus contribué à faire du fondeur le géant qu'il est aujourd'hui, particulièrement en matière de R&D (pour l'anecdote, il avait aussi fait un passage très bref à la tête de SMIC de 2020 à 2021, avant de prendre sa retraite, semblerait-il), a récemment partagé ses souvenirs concernant l'avortement du wafer 450 mm lors d'un entretien avec le Computer History Museum (dont voici la transcription). 

Selon lui, augmenter la taille du wafer n'était jamais qu'une question de productivité, mais c'était aussi un jeu, précisément pour permettre au gros joueur de prendre l'avantage sur le plus petit. Ce dernier, n'ayant pas forcément besoin d'un wafer plus grand et ne pouvant de toute façon pas se le permettre, se retrouvait ainsi coupé des nouvelles avancées technologiques, et par conséquent, hors compétition. Pour Chiang, ce fut d'ailleurs toujours la raison numéro 1 pour du wafer plus grand. 

Initialement, après avoir beaucoup supporté le wafer 300 mm, qui lui avait permis de surpasser ses nombreux rivaux (même taiwanais) plus petits, TSMC était plus qu'enthousiaste pour reproduire le même schéma avec le wafer 450 mm et son PDG de l'époque, Morris Chang, avait rapidement présenté une feuille de route en ce sens aux investisseurs. C'était d'ailleurs à partir de ce moment-là que le wafer de 450 mm était devenu une cible pour l'industrie entière. Néanmoins, pour Chiang, le wafer 450 mm n'était pas une bonne idée dans l'immédiat et son avis était que TSMC ne devrait pas promouvoir la technologie, tout simplement parce que cela placerait TSMC seul dans le ring face à Samsung et Intel, deux géants à ce moment-là aux poches bien plus profondes et donc plus à même de supporter de très lourds investissements, et disposant d'équipes d’ingénieurs bien plus grandes. Le risque était donc grand que TSMC se fasse surpasser à son tour par deux géants que le fondeur taiwanais n'aurait pas été en mesure de concurrencer. Il fallait donc agir pour torpiller le projet... 

Après avoir été alerté par son COO et après moult meetings dans les locaux de TSMC, Morring Chang arriva à la même conclusion. La nouvelle tomba lors du SEMICON West de 2013, où TSMC était présent avec Intel, Samsung et ASML pour discuter du wafer 450 mm. La « fausse » excuse élaborée pour justifier l'arrêt de sa participation fut que TSMC avait décidé de se concentrer sur le développement des technologies avancées. Intel, qui était entre-temps devenu un fervent supporter du wafer 450 mm (parce qu'il avait le plus à y gagner, naturellement) et était présent ce jour-là via Bill Holt pour convaincre les acteurs présents d'investir dans le projet, avait bien compris le message, mais n'en fut pas moins très contrarié et le jour suivant fit une annonce semblable à celle de TSMC. Et ce fut virtuellement la quasi-fin du wafer 450 mm, hormis pour une petite production à très petite échelle. Ceci ne signifie pas que la transition n'aura jamais lieu, mais il est évident que TSMC a largement contribué à freiner celle-ci. (Source)