来源:EETOP
台积电位于美国亚利桑那州的晶圆厂将于2025年开始生产,这是对《芯片与科学法案》的一场考验。
在经历了多年的规划、建设、地缘政治博弈和劳动力挑战之后,全球最大的半导体代工厂台积电位于凤凰城的先进芯片制造厂于2025年正式开始量产。这座晶圆厂标志着美国将实现先进芯片制造,也是对2022年《芯片与科学法案》能否帮助美国及其盟友稳定半导体行业供应链的一大考验。
2024年10月下旬,台积电宣布,美国亚利桑那州工厂的产量比中国台湾工厂高出4%,这是该工厂效率的一个早期利好信号。当前这座工厂能够运行4纳米节点,这也是生产英伟达最先进的图形处理器(GPU)所采用的制程。第二座工厂预计将于2028年投入使用,计划提供2或3纳米节点制程。早在2022年,台积电的其他工厂就已开始大规模生产4纳米和更先进的3纳米芯片,而2纳米节点将于2025年开始在中国台湾量产。未来,该公司还计划在美国开设第三座工厂,采用更先进的技术。
目前来看,该芯片制造巨头将获得《芯片与科学法案》66亿美元的资助,用于在美国亚利桑那州建设第一座工厂。但政府资助并不是半导体制造业回流美国的唯一原因。台积电生产了全球90%的先进芯片,包括苹果、英伟达、谷歌、亚马逊和高通在内的美国公司都依赖这些芯片。新冠疫情初期的经济冲击和芯片短缺,以及地缘政治等因素,令台积电的客户和国际政策制定者感到不安。
台积电于2020年宣布计划在亚利桑那州投资。“《芯片与科学法案》并不是促成这一决定的主要因素,很多公司都是自行作出的决定。”研究机构TechInsights的半导体分析师丹·哈奇森(Dan Hutcheson)说。他表示,苹果等大客户一直在推动台积电在其他地方建设晶圆厂,以降低风险。
哈奇森说,台积电在台湾地区以外的地区建设晶圆厂对其自身和客户都是有利的。台积电在先进芯片制造业占据了主导地位,但如果美国及其盟友日益依赖仅在台湾地区生产的芯片,那么中国就可以通过针对台湾地区来对美国经济造成重创。哈奇森说,台积电工厂在地理分布上的多样性可以降低台湾成为目标的可能性。该公司还在日本开设了一座晶圆厂,同时也正在德国建设一座晶圆厂。
台湾岛内对于亚利桑那州晶圆厂的反应褒贬不一。2024年4月,美国科技媒体Rest of World发布的一项调查显示,被派往台湾进行一年培训的美国工人抱怨工作条件差和培训不足;而在同一篇文章中,台湾当地的工人则抱怨美国人傲慢,并且缺乏在半导体晶圆厂工作的职业道德。
“台积电的运作有点像军事化组织。决策是自上而下的,你不能提问。”曾在该公司工作过的芝加哥大学经济学教授谢长泰说。
另一方面,台湾地区前“立法委员”、现为华盛顿特区智库哈德逊研究所印太技术行业专家的许毓仁表示,许多美国工程师支持硅谷“快速行动,打破现状”的态度。但这种态度可能不太适合只因一粒灰尘就被破坏的工艺。
哈奇森表示,这些文化冲突是可以预见的,而且台积电似乎已经克服了这些问题。问题可能在于公司设定了不现实的目标和时间表。台积电把在美国建设晶圆厂看作“一个简单的技术问题”,哈奇森说。“他们认为这是一套通用的技能,但它并不通用。它非常具有文化和法律特异性。”他说,例如,美国每座城市的建筑规范和许可流程可能都不同——这与中国台湾的运作方式不同。随着更多晶圆厂的开设,美国也将面临工程师和技术人员短缺的问题。
台积电并不是唯一计划在美国开设先进晶圆厂并获得《芯片与科学法案》支持的公司。三星也计划筹集64亿美元的资助,在得克萨斯州泰勒开设一座晶圆厂,但该公司已将量产时间从2024年下半年推迟到可能在2026年投产。谢长泰表示,文化冲突并不是三星面临的主要问题。他说,该公司在韩国制造的芯片没有足够多的客户,预计在得克萨斯州生产的芯片需求也不会很高,而且成本可能更高。
英特尔是《芯片与科学法案》最大的游说者之一,自其前任首席执行官帕特·基辛格(Pat Gelsinger)2021年上任以来,该公司一直在追求复兴其代工业务。英特尔的技术已经落后,与三星一样,该公司也在寻找足够多的客户。不过,英特尔正在计划在美国开设新工厂。预计《芯片与科学法案》将直接提供85亿美元资金,用于在亚利桑那州和俄亥俄州建设先进晶圆厂;将新墨西哥州的两座晶圆厂转变为封装工厂;为俄勒冈州的工厂购买下一代极紫外光刻设备。
截至本刊发布时,尚不清楚特朗普政府将如何修改《芯片与科学法案》的实施。哈奇森表示,在出现任何重大变动之前,台积电亚利桑那州晶圆厂的投产既是对《芯片与科学法案》刺激美国国内制造业能力的一次考验,也是对该公司国际扩张的考验。他说:“凤凰城发生的事情非常了不起。”
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