臺積電亞利桑那新廠的意義

作為全世界最大的半導體芯片代工廠，臺積電的一舉一動總會吸引無數人關注。前段時間，臺積電在招聘網站領英發(fā)出數十項招聘信息，工作地點位于美國亞利桑那州鳳凰城，職位包括3D IC封裝研發(fā)工程師、制造主管及廠務機電工程師等等?？梢钥闯?，臺積電目前正在積極為美國分廠做準備。

臺積電在美國建廠之事，早在半年前已有傳聞。當時不少人覺得臺積電并不會動真格，畢竟鴻海精密（富士康）的老板郭臺銘之前也說要在美國建廠，最后只建了一個研發(fā)中心，并沒有建立規(guī)模巨大的制造工廠。

直到最近，越來越多消息傳來，才讓人們意識到臺積電似乎真的要建一個規(guī)模巨大的芯片代工廠。據媒體報道，臺積電投資35億美元赴美建廠的計劃在去年11月得到董事會批準，計劃在2021年動工，2023年裝機試產，2024年上半年規(guī)模投產，直接部署目前最新的5nm工藝，規(guī)劃月產能2萬片晶圓。

臺積電產能不足

仔細分析，臺積電的情況確實與鴻海精密不同，雖然都是代工廠，但是兩者差別可謂是天差地別。鴻海精密也就是富士康，主要做的是零部件組裝。以iPhone為例，蘋果從上游生產廠商手中拿到的零部件，全部送到富士康，由富士康的工人組裝，拼裝成一個完整的iPhone。從技術難度上來說，富士康并沒有什么難關需要攻克，富士康的工人培訓兩三天就能上崗。

臺積電則不同，其所在的芯片制造業(yè)屬于制造業(yè)中的頂流，全世界唯有臺積電、英特爾、三星區(qū)區(qū)六七家公司可以實現(xiàn)。在這些公司中，格羅方德與臺聯(lián)電已經放棄14nm 制程以后的技術研發(fā)，英特爾停留在10nm工藝（相當于臺積電7nm），唯有三星與臺積電技術同步，同時達到5nm 制程。然而，三星在制程虛標嚴重，5nm 制程工藝水平與臺積電7nm 差不多，因此可以斷定，臺積電目前就是世界第一的芯片代工廠，無論是技術還是產量，都是毫無疑問的世界第一。

去年下半年，臺積電5nm 制程工藝首次量產，產能立刻拉滿，AMD、高通等廠商甚至都搶不到臺積電5nm 訂單，被迫采用7nm制程或者采用三星5nm制程。在供需嚴重失衡情況下，臺積電急需建立新的工廠，以便拿到更多訂單。

晶圓廠分布

目前，臺積電有十余家分廠，其中18分廠承擔5nm 制程主要訂單，此外還有位于新竹的2、3、5、8、12A、12B分廠，位于臺南的6、14分廠，位于臺中的15廠，位于上海松江的10分廠，位于南京的16分廠，以及位于美國華盛頓州的11分廠。

從分布上來看，臺積電晶圓廠主要分布在中國臺灣地區(qū)，僅在南京、上海、美國華盛頓州設立分廠。具體分布上，可以看出晶圓廠集中在號稱中國臺灣硅谷的新竹科技園區(qū)，但目前新科園區(qū)土地已經使用95%，而臺中科技園區(qū)同樣因為土地以及環(huán)境評估沒有通過，因此新廠將轉移到臺南科技園區(qū)。目前承擔5nm的18廠以及正在臺南建設的3nm新廠，都將位于臺南科技園區(qū)。

中國臺灣地區(qū)山地多、平原少，土地面積限制了臺積電的發(fā)展。此外晶圓廠需要耗電量巨大，特別是極紫外光刻機，250W的EUV機器工作一天，將會消耗3萬度電，一座3nm工廠，年耗電量將達70億度。

亞利桑那新廠的意義

面積限制與電量限制，臺積電去島外建廠勢在必行。由于美國商務部的限制，臺積電前往祖國大陸建廠困難重重，此時選擇去美國建廠就成為臺積電最合適的選擇。

為了迎接臺積電的到來，美國亞利桑那州菲尼克斯市（鳳凰城）批準了與臺積電之間的一項發(fā)展協(xié)議，根據該協(xié)議，該市將提供2．05億美元城市建設基金，用于與建廠相關的水和路等基礎設施改造和建設。而臺積電將在菲尼克斯市建立一個新工廠，按照分階段在五年期間實施，該工廠將創(chuàng)造1900個全職工作新崗位。全部建設將于2021年初開始。

從今天來看，臺積電5nm 制程依然是全世界最先進制程工藝，然而亞利桑那新廠還要到2024年建成。此時此刻，臺積電5nm 工廠已經投產半年，3nm 工廠已經動工一年，預計將在2022年建成。按照臺積電的計劃，2024年 2nm 制程工廠將達成量產，屆時亞利桑那 5nm 工廠工藝水平將不再領先，相當于今天的14nm 制程晶圓廠。

▲ 英特爾7nm原計劃2017年投產

當然對于美國來說，亞利桑那 5nm 工廠的意義仍不可小覷，美國目前還有兩大芯片工廠，其中格羅方德已經宣布不再研發(fā)14nm以后的工藝，先進制程僅剩英特爾一家獨苗。然而英特爾已經在14nm、10nm 上蹉跎許久，拖延癥已經成為新的代名詞。10nm 拖了五年，7nm 拖了五年半，前不久英特爾將7nm 工廠（相當于臺積電5nm）投產時間推遲到2022年下半年。

而且按照英特爾的慣例，先進制程總是率先在部分產品（比如輕薄筆記本芯片）中試用，全面投產時間大概需要一年。由此推算，等到2023年臺積電亞利桑那 5nm 工廠試產的時候，與其工藝水平差不多的英特爾7nm工廠也才剛剛投產，屆時還是美國最先進的制程工廠之一。

臺積電總部在臺灣省新竹市，從目前布局來看，臺積電最先進的制程工廠始終放在臺南科技園區(qū)。前往美國亞利桑那設廠，可能是為了解決島內供電不足問題，可能是為了獲取美國先進半導體補助資金，也有可能是為了向蘋果、高通、AMD 等客戶更方便地供貨。俗話說，商人無利不起早，臺積電前往亞利桑那設廠，最終還是為了其公司利益！

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