Das taiwanische Unternehmen TSMC, der weltweit größte Hersteller fortschrittlicher Chips für künstliche Intelligenz, hat seine Ergebnisse für das zweite Quartal dieses Jahres veröffentlicht. Und es waren Rekordergebnisse. Der Umsatz erreichte rund 40 Milliarden Dollar, der Nettogewinn sprang um mehr als 77 Prozent auf fast 707 Milliarden Taiwan-Dollar. Zugleich kündigte das Unternehmen an, weitere 100 Milliarden Dollar in seine US-Fabriken in Arizona zu investieren. Die Kunden wollten mehr, als TSMC produzieren könne, sagte Konzernchef C. C. Wei.
Die Ergebnisse übertrafen die Schätzungen der Analysten bei praktisch allen Kennzahlen. Der Markt hatte mit einem Gewinn von rund 633 Milliarden Taiwan-Dollar gerechnet, tatsächlich fiel er deutlich höher aus. Es war das fünfte Rekordquartal in Folge und das neunte Quartal hintereinander, in dem der Gewinn zweistellig wuchs.
KI-Chips treiben die Nachfrage an
Hinter den Rekordzahlen steht eine einzige Sache. Künstliche Intelligenz verbraucht Silizium schneller, als neue Fabriken gebaut werden können. Das Segment Hochleistungsrechnen, zu dem auch die Beschleuniger für Rechenzentren gehören, wuchs gegenüber dem Vorquartal um ein Fünftel und macht nun zwei Drittel aller Umsätze aus der Chipfertigung aus. Noch 2022 verdiente das Unternehmen am meisten mit Smartphones. Deren Anteil sank auf 22 Prozent.
Vor allem die fortschrittlichsten Fertigungsprozesse wachsen. Die Drei-Nanometer-Technologie trug dreißig Prozent zum Umsatz bei, die Fünf-Nanometer-Technologie dreiunddreißig Prozent. Nimmt man den Sieben-Nanometer-Prozess hinzu, machen fortschrittliche Chips zusammen siebenundsiebzig Prozent des Wafer-Umsatzes aus. Das zeigt, wie stark sich die Wertschöpfung auf die Spitzentechnologien eines einzigen Unternehmens konzentriert hat.
Die von der Nachrichtenagentur Reuters befragten Analysten sind sich einig, dass die Nachfrage sowohl nach Grafikchips als auch nach spezialisierten Schaltkreisen für künstliche Intelligenz weiterhin die Erwartungen übertrifft. Simon Chen vom Marktforschungsunternehmen Omdia hält die Sorgen über überhöhte Bewertungen im KI-Sektor für übertrieben. Die Nachfrage sei strukturell bedingt und werde von den enormen Investitionen großer Rechenzentrumsbetreiber getragen.
Produktion von Zwei-Nanometer-Chips läuft an
Das Quartal brachte noch einen weiteren Meilenstein. Erstmals machte sich die Zwei-Nanometer-Technologie spürbar beim Umsatz bemerkbar, auch wenn ihr Anteil bislang nur drei Prozent beträgt. Das Unternehmen hat den Übergang von Testmustern zur kommerziellen Produktion abgeschlossen.
Dieser Prozess bedeutet einen grundlegenden Wendepunkt bei der Konstruktion von Transistoren. Jeder Chip, den TSMC bisher gefertigt hat, von den ältesten Technologien bis zum Drei-Nanometer-Prozess, mit dem heutige Nvidia-Grafikchips hergestellt werden, nutzte denselben Transistortyp namens FinFET. Der neue Prozess ersetzt ihn durch einen sogenannten Gate-all-around-Transistor, bei dem das Gate die Siliziumbänder von allen vier Seiten umschließt. Dadurch ist der Chip etwa 15 Prozent schneller oder verbraucht bei gleicher Geschwindigkeit 30 Prozent weniger Energie. Zudem finden darauf mehr als 15 Prozent mehr Transistoren Platz.
Dieser Sprung hat allerdings seinen Preis. Das Hochfahren einer völlig neuen Transistorkonstruktion dauert länger, bis sich die Fertigungsqualität stabilisiert. Finanzvorstand Wendell Huang erklärte Analysten, dass die starke Produktionsausweitung in der zweiten Jahreshälfte die Bruttomarge um etwa drei bis vier Prozentpunkte schmälern werde, bevor Skaleneffekte zum Tragen kommen. Für das dritte Quartal rechnet das Unternehmen mit einem Umsatz zwischen 44,6 und 45,8 Milliarden Dollar.
Warteschlange für die CoWoS-Technologie
Ein weiterer wichtiger Bereich ist das Chip-Packaging. Die CoWoS-Technologie verbindet den Rechenchip so eng mit Hochgeschwindigkeitsspeicher, dass sie das Training und den Betrieb großer Sprachmodelle bewältigen können. Und genau diese Technologie ist derzeit ausverkauft. Die Lieferzeiten haben sich auf 52 bis 78 Wochen verlängert.
Warum ausgerechnet das Packaging? Bei einem herkömmlichen Chip wandert das Signal zwischen Prozessor und Speicher über die Leiterplatte und verliert dabei sowohl an Geschwindigkeit als auch an Energie. CoWoS platziert den Rechenchip und mehrere Speicherschichten nebeneinander auf einem Silizium-Interposer, der sie durch mikroskopisch kleine Kupferverbindungen miteinander verbindet. Dadurch legt das Signal statt Millimetern nur Mikrometer zurück, und die Speicherbandbreite steigt drastisch. Von dieser Technologie hängen sowohl die Grafikchips von Nvidia als auch die Beschleuniger von AMD und die eigenen Schaltkreise ab, die Google, Amazon und Microsoft für ihre Rechenzentren herstellen.
Der Engpass ist dabei dauerhaft und nicht nur vorübergehend. Die Herstellung des Interposers ist selbst ein eigener Fertigungsschritt mit eigenen Maschinen und einem eigenen Siliziumwafer. Und je dichter die Chips für künstliche Intelligenz werden, desto mehr Speicher benötigen sie, sodass jede weitere Generation höhere Anforderungen an das Packaging stellt. Wei räumte ein, dass gerade das Packaging derzeit das Wachstum der Kunden bremst. Konkurrenzangebote anderer Unternehmen seien ihm willkommen, da sie den Druck auf die eigenen Kapazitäten verringern würden. Unabhängigen Schätzungen zufolge liegen Intel und Samsung jedoch zwei bis drei Jahre zurück.
Weitere Investitionen im Wert von 100 Milliarden Dollar
Neben den eigentlichen Ergebnissen kündigte das Unternehmen auch das Wichtigste für die kommenden Jahre an. Es erhöhte sein Investitionsbudget für dieses Jahr von ursprünglich 52 bis 56 Milliarden Dollar auf 60 bis 64 Milliarden Dollar. Siebzig bis achtzig Prozent davon sollen in fortschrittliche Fertigungsprozesse fließen. Wei skizzierte zudem einen längerfristigen Ausblick. Die Ausgaben in den kommenden drei Jahren würden ihm zufolge deutlich höher ausfallen als in den vergangenen drei Jahren.
Das Unternehmen bestätigte zugleich weitere Investitionen von 100 Milliarden Dollar in seine Standorte in Arizona. Dort sollen vier oder mehr zusätzliche Fabriken für die Fertigung und das Packaging modernster Chips entstehen. Die gesamten zugesagten Investitionen in diesem US-Bundesstaat stiegen damit von ursprünglich 165 Milliarden Dollar, die TSMC im März vergangenen Jahres angekündigt hatte, auf rund 265 Milliarden Dollar. Es handelt sich um die größte ausländische Investition in ein Fertigungsprojekt auf der grünen Wiese in der Geschichte der USA.
KI erschließt eine weitere Nachfragequelle
Die Unternehmensführung wies noch auf einen weiteren Aspekt hin, über den bislang kaum gesprochen wird. Der Aufstieg der sogenannten agentischen künstlichen Intelligenz verändert die Zusammensetzung der Nachfrage in Rechenzentren, und zwar zugunsten von TSMC.
In der Ära der Chat-Tools, also ungefähr von 2022 bis Mitte vergangenen Jahres, wurde die Nachfrage vor allem von Grafikchips für das Training und den Betrieb von Modellen angetrieben. Prozessoren übernahmen nur kurze Teilaufgaben. Agentische Systeme können jedoch selbstständig mehrstufige Aufgaben ausführen: im Web surfen, schreiben, programmieren, kommunizieren und nahezu ohne menschliches Eingreifen Entscheidungen treffen. Diese Aufgaben erfordern eine kontinuierliche Prozessorleistung. Einer Analyse des Unternehmens TrendForce zufolge könnten agentische Anwendungen pro Gigawatt Leistungsaufnahme eines Rechenzentrums bis zu viermal mehr Prozessorkerne benötigen als eine auf das Training ausgerichtete Infrastruktur.
TSMC fertigt Spitzenprozessoren aller wichtigen Architekturen, und Wei erklärte, dass das Unternehmen bereits mit Prozessorherstellern über die Reservierung von Kapazitäten speziell für agentische Anwendungen spreche. Dadurch entsteht eine zusätzliche Nachfrage nach Silizium, die zur bisherigen Welle von Beschleunigern hinzukommt, anstatt sie zu ersetzen.
Quellen: ft.com und bbc.com
