最近的兩點(diǎn)新聞激起了半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的人們。第一是臺(tái)積電宣布了他們?cè)趤喞Ｄ侵萃顿Y120億美元的晶圓廠建設(shè)計(jì)劃。另一個(gè)是受Covid的影響，共和兩黨提出了230億美元的聯(lián)邦政府對(duì)半導(dǎo)體制造的投資計(jì)劃。
那么問(wèn)題來(lái)了,，這可能帶來(lái)什么影響？它能否有意義地改變半導(dǎo)體晶圓廠的格局,？

半導(dǎo)體制造簡(jiǎn)史

20世紀(jì)40年代,，William Shockly發(fā)明了晶體管，因此美國(guó)成為了半導(dǎo)體的發(fā)源地,。此后便催生了像仙童半導(dǎo)體（Fairchild Semiconductor）這樣的早期領(lǐng)導(dǎo)者,，而后者又催生了像英特爾這樣的傳奇公司。這時(shí)期誕生的半導(dǎo)體公司都花費(fèi)數(shù)百萬(wàn)美元建造自己的晶圓廠,，自己生產(chǎn)設(shè)備,，制造基地也如雨后春筍般冒出來(lái)，硅谷也因此而得名,。
到了80年代,，日本開(kāi)始在晶圓廠上進(jìn)行大量投資，而美國(guó)開(kāi)始失去在該行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位,。日本人將他們的質(zhì)量和制造能力運(yùn)用在諸如內(nèi)存芯片之類的領(lǐng)域中,，這迫使英特爾在80年代中期將其業(yè)務(wù)方向從內(nèi)存芯片轉(zhuǎn)移到微處理器。然而,，更大的轉(zhuǎn)變發(fā)生在90年代,，即代工廠和無(wú)晶圓廠設(shè)計(jì)公司的出現(xiàn)。在臺(tái)積電和聯(lián)電等公司的帶領(lǐng)下,，它們讓許多規(guī)模較小的晶圓廠不再具有成本效益,。同時(shí)，像三星這樣的韓國(guó)財(cái)閥開(kāi)始大量投資于制造業(yè),，現(xiàn)在三星和海力士這兩家韓國(guó)公司主導(dǎo)了存儲(chǔ)芯片市場(chǎng),。而美國(guó)現(xiàn)在生產(chǎn)的IC芯片不到全球的12％。
2014年,，中國(guó)看到了半導(dǎo)體制造的重要新,，并開(kāi)始實(shí)施雄心勃勃芯片計(jì)劃，大力投入芯片制造以及半導(dǎo)體領(lǐng)域?，F(xiàn)在,，中國(guó)的IC產(chǎn)量現(xiàn)在與美國(guó)差不多，占全球產(chǎn)量的12％,。

當(dāng)今美國(guó)的芯片制造

經(jīng)過(guò)一波整合和外包浪潮之后,，大多數(shù)美國(guó)公司都退出了制造業(yè)競(jìng)賽。只剩下三家主要公司：英特爾,，美光和格芯（GF）,。GF甚至是由阿聯(lián)酋主權(quán)財(cái)富基金Mubadala私有,，而不是真正的美國(guó)公司。他們各自都有自己的利基市場(chǎng),，彼此之間不競(jìng)爭(zhēng),。
英特爾是IDM（集成設(shè)備制造商），生產(chǎn)用于PC和服務(wù)器的微處理器,。美光公司生產(chǎn)存儲(chǔ)芯片（NAND和DRAM）,，顧名思義，Global Foundries是無(wú)晶圓廠芯片公司的合同制造商,。但是半導(dǎo)體制造是一項(xiàng)全球業(yè)務(wù),，
所有這三家公司都在全球各地運(yùn)營(yíng)著晶圓廠。英特爾通常在美國(guó),，愛(ài)爾蘭和以色列之間輪換新的晶圓廠,。美光公司在日本和臺(tái)灣經(jīng)營(yíng)晶圓廠，最新一筆巨額投資是在新加坡,。GF在德國(guó)和新加坡也設(shè)有工廠,。
讓我們看一下設(shè)置最先進(jìn)的半導(dǎo)體Fab所涉及的關(guān)鍵要素。
1.持續(xù)的資本投資： 一個(gè)最先進(jìn)的晶圓廠現(xiàn)在的價(jià)格超過(guò)100億美元,。2019年半導(dǎo)體制造商的資本支出總額為1020億美元,。為了與摩爾定律保持相同的節(jié)奏，公司必須每?jī)赡陮⑿录夹g(shù)節(jié)點(diǎn)投入市場(chǎng),。在這樣的規(guī)模下,，230億美元的一次性投資不會(huì)改變美國(guó)的游戲。還有一個(gè)關(guān)于補(bǔ)貼結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,。過(guò)去,，例如在太陽(yáng)能行業(yè)中，美國(guó)模式采用了通過(guò)信用,，稅收減免等方式使用稅法的某種復(fù)雜結(jié)構(gòu),。但這是一種無(wú)效的資本配置方式。
2.工程學(xué)人才： 美國(guó)大學(xué)培養(yǎng)了大量的工程學(xué)畢業(yè)生,，美國(guó)仍然是世界人才的理想去向（盡管政府最近采取了一些措施來(lái)改變這一現(xiàn)狀）,。為新工廠配備人員應(yīng)該不是問(wèn)題。
3.基礎(chǔ)設(shè)施： 土地,，穩(wěn)定的電網(wǎng),，供水，運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施都是必不可少的,。從這個(gè)角度來(lái)看,，美國(guó)并不缺乏。
4.供應(yīng)鏈： 半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈與最終產(chǎn)品一樣具有全球性,。一個(gè)國(guó)家要完全自給自足地制造是非常困難的,，即使不是不可能的,。美國(guó)在某些關(guān)鍵組成部分（如生產(chǎn)設(shè)備）上處于有利位置，最大的供應(yīng)商AMAT,，LAM和KLA是美國(guó)公司,。但是即使到那里，荷蘭公司ASML仍在關(guān)鍵光刻技術(shù)步驟上擁有壟斷地位,。在材料方面,，由于制造過(guò)程使用數(shù)百種化學(xué)物質(zhì)和氣體，甚至更加困難,，其中許多必須從亞洲采購(gòu)。因此,，任何國(guó)家真正實(shí)現(xiàn)端到端的自給自足都是夢(mèng)想,。

誰(shuí)將在美國(guó)建立新的晶圓廠？

英特爾歷來(lái)一直在積極地進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和建造晶圓廠,。加上一些額外的激勵(lì)措施,，他們很可能會(huì)選擇美國(guó)的地點(diǎn)，而不是愛(ài)爾蘭或以色列來(lái)進(jìn)行未來(lái)投資,。毫不奇怪,，英特爾一直在大力游說(shuō)爭(zhēng)取美國(guó)政府對(duì)該行業(yè)的支持。但是,，即使是英特爾,，過(guò)去也曾嘗試使用代工廠模型，但沒(méi)有取得任何進(jìn)展,。在最近的公告中,，他們引用了其7納米工藝更多的延遲，甚至表明他們?cè)敢馐褂猛獠亢献骰锇檫M(jìn)行制造,。
通過(guò)收購(gòu)日本和臺(tái)灣公司并在新加坡擴(kuò)張,，美光的發(fā)展得到了進(jìn)一步的發(fā)展。存儲(chǔ)芯片是一種商品,，對(duì)成本非常敏感,。美光不太可能在不久的將來(lái)建立另一家美國(guó)大型晶圓廠。
Global Foundries已經(jīng)退出了爭(zhēng)奪最新工藝節(jié)點(diǎn)的競(jìng)賽,，并專注于諸如FDSOI之類的更多利基技術(shù)和應(yīng)用,。他們也陷入財(cái)務(wù)困境，僅靠穆巴達(dá)拉集團(tuán)背后的支持維持生計(jì),。在未來(lái)幾年內(nèi),，他們不太可能在世界任何地方看到一個(gè)新的先進(jìn)晶圓廠。
全球廠商：其他頂級(jí)全球廠商（不包括中國(guó)公司）是臺(tái)積電,，三星和海力士,。三星在奧斯汀經(jīng)營(yíng)著兩家晶圓廠,，可以想象，如果有足夠的動(dòng)力,，三星將在那擴(kuò)建工廠,。Hynix沒(méi)有在美國(guó)運(yùn)營(yíng)的歷史（他們?cè)谥袊?guó)擁有大型晶圓廠），也不太可能現(xiàn)在就開(kāi)始運(yùn)營(yíng),。
臺(tái)積電（TSMC）涉足美國(guó)一家晶圓廠的想法已有一段時(shí)間,，但從未成功。臺(tái)積電也受到中國(guó)臺(tái)灣政府的高度重視,，被列為國(guó)家的一顆明珠,，并有充分的理由繼續(xù)在臺(tái)灣擴(kuò)張。臺(tái)灣是一個(gè)小島,，臺(tái)積電可以很容易地在各個(gè)站點(diǎn)之間輪換重要人員,。盡管最近宣布了對(duì)亞利桑那州的投資，但除了政治方面,，美國(guó)臺(tái)積電的優(yōu)勢(shì)很難看到,。就像沒(méi)有在威斯康星州大肆宣傳的富士康工廠一樣，這可能是對(duì)未來(lái)關(guān)稅的政治對(duì)沖,。蘋果也可能將其供應(yīng)鏈也轉(zhuǎn)移到美國(guó),。但是從純粹的運(yùn)營(yíng)和財(cái)務(wù)角度來(lái)看，此舉似乎沒(méi)有優(yōu)勢(shì),。

美國(guó)可以向中國(guó)模式學(xué)習(xí)嗎,？

相比之下，中國(guó)通常通過(guò)直接股權(quán)投資或通過(guò)國(guó)有銀行貸款來(lái)轉(zhuǎn)移資金,，這大大加快了建立新工廠的速度,。中國(guó)公司也對(duì)行業(yè)抱有長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光，并愿意在虧損的情況下經(jīng)營(yíng)數(shù)年,。例如,，它們完全主導(dǎo)了太陽(yáng)能制造業(yè)（90％的太陽(yáng)能電池是在中國(guó)制造的），并已成為顯示器制造業(yè)的主要參與者,，從韓國(guó)人和日本人那里搶走了份額,。
美國(guó)必須表現(xiàn)出對(duì)聯(lián)邦和州支持的類似長(zhǎng)期承諾。但這在我們的政治體系中是非常困難的,。再次以太陽(yáng)能為例,，聯(lián)邦稅收抵免和州激勵(lì)措施的各種組合被用來(lái)啟動(dòng)該行業(yè)。這適用于成本不斷下降的安裝方面,。但是美國(guó)在制造太陽(yáng)能電池和組件本身方面只是次要角色,。
最后，由于只有排名前5位的IC制造商才有能力制造領(lǐng)先的晶圓廠,，因此任何政策都必須與這些公司的戰(zhàn)略目標(biāo)保持一致,。其中一些可以通過(guò)懲罰性措施來(lái)實(shí)現(xiàn),，例如關(guān)稅和貿(mào)易行動(dòng)，但這在全球經(jīng)濟(jì)中很少是可持續(xù)的,。
最后,，將重點(diǎn)放在一小部分具有真正國(guó)家安全意義的關(guān)鍵芯片上，并在必要時(shí)繼續(xù)為其提供資金可能更有意義,。但是,，將集成電路制造大規(guī)模轉(zhuǎn)移回美國(guó)的可能性不大。