台积电美国工厂:400亿美元的形象工程
发布时间:2023/10/12 8:12:49

2022年12月,美国亚利桑那州的凤凰城的台积电晶圆厂装机庆典,全球顶级芯片公司一把手齐聚一堂,91岁的张忠谋也前来捧场。按照规划,亚利桑那晶圆厂将在2024年正式运营,生产N4制程的芯片——也就是A16和H100采用的制程。


 

装机仪式上,台积电还高调宣布在当地建第二座晶圆厂,于2026年生产更先进的3nm芯片,总投资额超过400亿美元。拜登激动地当场宣告:“各位,美国制造业回来了。”


 

然而没过多久,亚利桑那州晶圆厂就宣布推迟投产。今年2月,台积电向《纽约时报》大倒苦水,直指美国工人爷爷难伺候。赴美的台积电工程师说:“美国人在分配到多项任务时,可能会拒绝接受新任务,而不是努力完成所有任务[1]。”


 

美国工人则向《Business Insider》控诉台积电管理混乱,罪状包括:工地上的亚洲工人不戴安全眼镜和手套;每天开工前花费1小时进行安检排队;台积电故意不告诉工人正确的工作信息,以歪曲亚利桑那州劳动力的技能水平等等[2]


 

台积电在美国的跌宕似乎并非孤例,要知道富士康当年在威斯康星州的“世界第八大奇迹”,现在还没盖好呢。


 

美国制造,亚洲封装


 

2016年,搭载A10芯片的iPhone 7上市,在CPU速度较前代iPhone 6提高两倍多、内存容量提高一倍的情况下,机身厚度控制在了7.1毫米,是历代iPhone中第二薄的。


 

实现这一点,关键因素是台积电提供的名为“InFO”的封装技术。


 

何为封装?简单来说,芯片在生产完成后,晶圆会被切割成单个裸片(Die),放置到基板上,引出管脚/引线,最后盖上外壳——这就是传统的封装方式。


 

与之对应,“先进封装”将技术的注意力放在了缩短芯片之间的通信距离,以实现性能提升或芯片面积/能耗的下降。在iPhone 7中,台积电就将A10处理器与LPDDR内存芯片整合在同一个封装中。此后的A系列芯片都应用了台积电的先进封装方案。


 

我们平时所说的芯片(Chip),大部分指的是完成了封装步骤的芯片。而晶圆厂生产的大部分“芯片”,其实是由类似一个个裸片组成的一整块晶圆。


 

时至今日,从A系列到特斯拉的Dojo,从AMD的MI300到英伟达的H100,先进封装几乎已成为高性能芯片的标配。每一颗H100从台积电十八厂的N4/N5产线上下来,都会运往同在园区内的先进封测二厂,完成最关键的CoWoS封装步骤。


 

而先进封装的普及,暴露了台积电美国工厂面临的一个问题:即便芯片在美国生产,还是得送到中国台湾地区完成封装。


 

虽然亚利桑那州长Katie Hobbs曾表示,台积电在凤凰城还将展开先进封装厂的建设计划,但先进封装厂的投资本就不菲,如果本地的订单量不够,算下来可能会更亏。


 

今年六月,台积电董事长刘德音就在股东大会上表示,出于成本原因,美国厂目前尚未规划先进封装产能。但同一时间,位于台湾竹南科学园区的台积电封测六厂正式启用,洁净室面积大于台积电其他封测厂的总和,用于进行InFO、CoWoS等先进封装技术的量产工作[3]。


 

先进封装对高性能芯片的重要性,直接体现在台积电的收入上。根据分析师Robert Castellano的测算,台积电生产一颗H100芯片的收入“只有”不到200美元,但单颗芯片的封装收入却超过700美元。


 

其他的先进封装产能,除了英特尔外,三星、联电、日月光都在东亚。时至今日,台积电依然会把最先进的晶圆厂放在中国台湾地区。


 

封装只是台积电在美国面临的成本问题的一个缩影。晶圆厂虽然可以拔地而起,但芯片制造能力很难在短时间内通过补贴实现“转移”的效果,因为它是一个包含了几十个环节的庞大体系。


 

而这套体系的核心在东亚。


 

转移的不只是工厂


 

芯片制造是技术和工业的高峰,但更是一个成本游戏。


 

这也是为什么集成电路虽然诞生在美国,其生产制造却在几十年里迅速转向东亚,以至于全世界80%的集成电路都在亚洲生产。


 

韩国生产了全球一半的存储器,台积电和三星在芯片代工的市场份额将近80%,全世界最大的封测厂都在中国大陆

 
版权所有:河北省中小企业创新服务协会 地址:石家庄市长安区广安大街美东国际B座
电话:0311-86054885 邮箱:hbszxqyjscxfwxh@126.com
本网站为服务于河北省中小企业技术创新服务协会,因部分文章来源于网络,如有侵权请来邮、来电告知,本站将立即改正。冀ICP备15022468号-1