Företaget väntas tillkännage sin nya plan när president Joe Biden och handelsminister Gina Raimondo besöker Phoenix för en ceremoni nästa tisdag, enligt källorna.
Därutöver uppges att TSMC också kommer åta sig att lägga till en andra närliggande fabrik som kommer att tillverka ännu mer avancerade 3-nanometerchip.
Störningar i försörjningskedjan och handelsspänningar med Kina har underblåst ansträngningarna att få mer chiptillverkning till USA och Europa. Amerikanska lagstiftare antog också Chips and Science Act i år som erbjuder 50 miljarder dollar i incitament för företag som vill tillverka halvledare i landet.