齐家
2022年12月6日，拜登赴亚利桑那州凤凰城参观台积电工厂
作为全球晶圆代工市场的龙头，台积电2020年5月宣布到美国亚利桑那州凤凰城建厂，近日则举办了首批机台设备进厂仪式。
凤凰城工厂迁机仪式上，拜登在演讲中宣称“美国制造业回归”。台积电创始人张忠谋则在发言中称，从半导体产业及区域政治变化来看，“全球化和自由贸易几乎已死”，不大可能起死回生。
新厂拉升美国全球市占比
2022年12月7日，台积电在美国凤凰城举办了新工厂首批机台设备进厂仪式。据报道，苹果公司将成为该厂最大客户。AMD和英伟达的高层领导也在之后确认，它们将成为首批客户之一。
凤凰城第一座晶圆厂将生产4nm芯片，预计2024年开始生产。第二座工厂将于2026年上线，生产目前最尖端的3nm芯片。据悉，台积电最初计划在美国建设的为5nm制程产线，但在美方要求下升级为4nm制程产线。
技术升级的同时，投资规模也从120亿美元加码至400亿美元—这是美国制造业有史以来最大的外国直接投资之一，也是亚利桑那州史上最大规模的一笔海外直接投资。
台积电预计，5nm厂房在2024年全面运作后，每月将生产2万片晶片；而两座晶圆厂至2026年后，预计每年产能将达60多万片晶圆。美国相关政府官员表示，这足以满足美国对先进芯片的全部需求。
此次迁机仪式上，多名重磅嘉宾均有发言。拜登在其演讲中表示，此前苹果公司仅能通过海外渠道购买所有先进芯片，如今美国将要为苹果在国内建造更多的本土供应链。
据英媒《金融时报》统计，台积电新厂若在2024年开工，预计能把美国的全球市占比提升至15%。
不过，这部分产能在台积电全球版图中仍很小。2021年，台积电12英寸晶圆产量超过1420万片，而2022年该数值有望增至1540万片。若台积电保持过去五年8.1%的平均产能增长趋势，到2026年，亚利桑那州工厂将仅占台积电全球年产量的约2.85%。
此外，本次台积电在亚利桑那建设的为晶圆厂，并未配套封装工序。故业内猜测，封装阶段仍将在台湾进行。
520亿美元刺激回流
在此前的经济全球化时代，美国等发达国家大都经历了去工业化的过程。时至今日，全球芯片产业链已呈“东重西轻”格局。2021年4月的数据显示，中日韩三国集中了全球75%的半导体制造产能。美国的半导体产能仅占约10%。
中国台湾地区的地位尤为突出：集中了全球64%的芯片代工能力、55%的封测能力；在芯片设计与销售领域则占27%，为全球第二。有观点称，若台湾地区停止供应晶圆，世界其他地区需要投资3500亿美元，并用时3年，才能建起替代产能。
疫情暴发以来，消费端需求一度激增，但工厂生产和运输受阻等多重因素叠加，引发“全球缺芯”的供应链危机。而2022年以来，地缘政治冲突风险更是令芯片供应备受关注。
印度北方邦诺伊达的智能手机工厂
“台湾不发生紧急事态（的话），这将是花费巨额资金的无用投资。”
苹果公司近期表示，计划从欧洲和美国的工厂购买更多芯片，以缓解之前芯片供应不畅带来的损失。而过去几年里，该公司也一直在努力将其供应链扩展至中国之外，譬如在印度设厂生产部分iPhone手机，并希望将MacBook和Apple Watch的生产扩展至越南。
除了企业出于盈利目的而迫切需要调整供应链以外，美国政府也通过《芯片与科学法案》（以下简称《芯片法案》）试图带动美国本土芯片制造业的发展。
美国国家经济委员会主任Brian Deese表示：“《芯片法案》的通过，对于为台积电这样的公司扩大影响力，以及对美国供应的长期确定性来说，是绝对重要的。”台积电的迁厂仪式上，在场的苹果公司、美光公司、英伟达等，多数均为将从在美国生产芯片中受益的公司。
2023年开始，美国商务部将按照《芯片法案》的规定，陆续拨付520亿美元资金。外国公司只要在美国建设产能，就有资格获得上述激励补贴。台积电已公开表示，将申请相应的补贴。
除了台积电，美国本土最大的芯片制造商英特尔，也在亚利桑那州的凤凰城有其最大的生产基地。英特尔在凤凰城主要郊区钱德勒的200亿美元扩建项目正持续推进，将于2024年全面投入使用。此外，英特尔还计划在俄亥俄州建立“地球上最大的硅制造基地”，预计投资200亿美元。
英特尔在凤凰城有其最大的生产基地，将于2024年全面投入使用
台积电最先进的制程仍要优先留在岛内，与美国工厂保持代差。
执着“在地化”致高成本建厂
一位芯片设计业内人士向笔者表示：“仅有设计是不够。如果仅有设计而无法生产制造，那IC设计就只是一张图纸。”制造代工的重要性不言而喻。
虽然美国也有本土制造商英特尔，但其代工业务份额较小，主要也专注于自有芯片生产。而从晶圆代工市场的市占率来看，台积电以56%的市场份额遥遥领先于三星（18%）与联电（7%）。由此，不难理解在“让制造业重返美国”的蓝图中，台积电到美国建厂的重要性。
据媒体报道，美国驻台机构在2020年与台湾半导体协会、台积电多次座谈，向台积电施压，迫使台积电在2020年5月宣布到亚利桑那州建厂。
但由于美国半导体生产缺少中下游配套，即便实现本土造芯，其成本相较此前的海外代工模式，也会只增不减。此前美国半导体行业协会与波士顿咨询集团联合发布报告称，在美国建设一个新芯片工厂，十年总运营成本较中国台湾、中国大陆及韩国高出30%～50%，差额约在30亿～200亿美元，需要依靠大量政府补贴来维持。
若美国想建设完整的半导体供应链，前期至少要投入9000亿～1.2万亿美元，最终致使半导体价格整体上涨35%～65%。
此前，台积电创始人张忠谋、现任董事长刘德音也多次强调，半导体的“在地化”生产不仅不切实际、会提升成本，也可能拖累技术进步的速度。
张忠谋于2022年4月在布鲁金斯研究院和美国战略与国际研究中心的共同采访中指出，台积电设在美国华盛顿州的工厂自1998年就开始运营，但现在仍需要花费台湾1.5倍的成本，才能制造出相同的产品。
他认为，亚利桑那州的项目无法建立起具有国际竞争力的生产基地。“台湾不发生紧急事态（的话），这将是花费巨额资金的无用投资。”
2022年12月29日，中国台湾，台积电董事长刘德音（中）在台南工厂参加了3nm量产暨扩厂典礼
量产3nm显示留守决心
台积电此前已有在华盛顿州建设的8英寸晶圆厂的失败案例，如今再次不远万里地大力兴建一间低效的工厂，结合张忠谋的表态及“全球化和自由贸易几乎已死”的发言，其中的“威逼利诱”并不难察觉。
上述IC设计工程师向笔者表示，源自美国的软件和专利遍布全球半导体生态圈的每一个角落，一旦美方下定决心进行全面制裁，将殃及所有高阶技术、设备和产品。“比如，所有芯片设计公司都一定会用到芯片设计软件EAD，而主要的EAD厂商都是美国企业。一旦制裁实施，企业有着无法设计芯片的风险。”
从市场角度来看，台积电前十大客户中，苹果、AMD、高通、博通、英伟达、Marvell、ADI均为美国企业，其最大客户苹果公司所贡献的年营收占比更是高达1/4。
台湾经济研究院研究员刘佩真说，在美国生产成本相对较高，这是“逆全球化”趋势—在生产成本高的美国设厂，预期半导体“在地制造”已是短期内不可逆的趋势。
尽管如此，Trend Force集邦咨询表示，2022年台湾地区先进制程（16nm及以下）占全球比例高达61%；在台厂于全球扩产的趋势下，预估2025年台湾本地晶圆代工产能市占率将略为下降至44%，但仍占全球产能的近一半。
而在技术层面，据日经亚洲报道，台积电计划至2024年生产2nm芯片。这意味着，台积电最先进的制程仍要优先留在岛内，与美国工厂保持代差。
2022年12月29日，台积电在台南科学园区的芯片18厂新建工程基地，举行3nm量产暨扩厂典礼。相较于5nm，台积电3nm制程技术的逻辑密度将增加70%，在相同功耗下，速度提升10%～15%；在相同速度下，功耗降低25%～30%。
面对台积电扩大美国投资的动态，有分析称，台积电南科3nm量产，是“罕见以实际行动宣示持续深耕台湾的决心，化解外界疑虑”。
责任编辑吴阳煜 wyy@nfcmag.com
