作為全世界最大的半導(dǎo)體芯片代工廠,臺(tái)積電的一舉一動(dòng)總會(huì)吸引無數(shù)人關(guān)注。前段時(shí)間,臺(tái)積電在招聘網(wǎng)站領(lǐng)英發(fā)出數(shù)十項(xiàng)招聘信息,工作地點(diǎn)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(wù)機(jī)電工程師等等。可以看出,臺(tái)積電目前正在積極為美國分廠做準(zhǔn)備。

臺(tái)積電在美國建廠之事,早在半年前已有傳聞。當(dāng)時(shí)不少人覺得臺(tái)積電并不會(huì)動(dòng)真格,畢竟鴻海精密(富士康)的老板郭臺(tái)銘之前也說要在美國建廠,最后只建了一個(gè)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(shí)到臺(tái)積電似乎真的要建一個(gè)規(guī)模巨大的芯片代工廠。據(jù)媒體報(bào)道,臺(tái)積電投資35億美元赴美建廠的計(jì)劃在去年11月得到董事會(huì)批準(zhǔn),計(jì)劃在2021年動(dòng)工,2023年裝機(jī)試產(chǎn),2024年上半年規(guī)模投產(chǎn),直接部署目前最新的5nm工藝,規(guī)劃月產(chǎn)能2萬片晶圓,。

臺(tái)積電產(chǎn)能不足

仔細(xì)分析,臺(tái)積電的情況確實(shí)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(chǎn)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(gè)完整的iPhone,。從技術(shù)難度上來說,富士康并沒有什么難關(guān)需要攻克,富士康的工人培訓(xùn)兩三天就能上崗,。

臺(tái)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(tái)積電、英特爾,、三星區(qū)區(qū)六七家公司可以實(shí)現(xiàn),。在這些公司中,格羅方德與臺(tái)聯(lián)電已經(jīng)放棄14nm 制程以后的技術(shù)研發(fā),英特爾停留在10nm工藝(相當(dāng)于臺(tái)積電7nm),唯有三星與臺(tái)積電技術(shù)同步,同時(shí)達(dá)到5nm 制程。然而,三星在制程虛標(biāo)嚴(yán)重,5nm 制程工藝水平與臺(tái)積電7nm 差不多,因此可以斷定,臺(tái)積電目前就是世界第一的芯片代工廠,無論是技術(shù)還是產(chǎn)量,都是毫無疑問的世界第一,。

去年下半年,臺(tái)積電5nm 制程工藝首次量產(chǎn),產(chǎn)能立刻拉滿,AMD,、高通等廠商甚至都搶不到臺(tái)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(yán)重失衡情況下,臺(tái)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(tái)積電有十余家分廠,其中18分廠承擔(dān)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(tái)南的6、14分廠,位于臺(tái)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,。

▲ 臺(tái)積電松江10分廠位置

從分布上來看,臺(tái)積電晶圓廠主要分布在中國臺(tái)灣地區(qū),僅在南京,、上海、美國華盛頓州設(shè)立分廠,。具體分布上,可以看出晶圓廠集中在號(hào)稱中國臺(tái)灣硅谷的新竹科技園區(qū),但目前新科園區(qū)土地已經(jīng)使用95%,而臺(tái)中科技園區(qū)同樣因?yàn)橥恋匾约碍h(huán)境評(píng)估沒有通過,因此新廠將轉(zhuǎn)移到臺(tái)南科技園區(qū),。目前承擔(dān)5nm的18廠以及正在臺(tái)南建設(shè)的3nm新廠,都將位于臺(tái)南科技園區(qū)。

▲ 先進(jìn)制程晶圓廠大多在新竹

中國臺(tái)灣地區(qū)山地多,、平原少,土地面積限制了臺(tái)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(jī),250W的EUV機(jī)器工作一天,將會(huì)消耗3萬度電,一座3nm工廠,年耗電量將達(dá)70億度。

亞利桑那新廠的意義

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

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

從今天來看,臺(tái)積電5nm 制程依然是全世界最先進(jìn)制程工藝,然而亞利桑那新廠還要到2024年建成,。此時(shí)此刻,臺(tái)積電5nm 工廠已經(jīng)投產(chǎn)半年,3nm 工廠已經(jīng)動(dòng)工一年,預(yù)計(jì)將在2022年建成,。按照臺(tái)積電的計(jì)劃,2024年 2nm 制程工廠將達(dá)成量產(chǎn),屆時(shí)亞利桑那 5nm 工廠工藝水平將不再領(lǐng)先,相當(dāng)于今天的14nm 制程晶圓廠。

▲ 英特爾7nm原計(jì)劃2017年投產(chǎn)

當(dāng)然對(duì)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(jīng)宣布不再研發(fā)14nm以后的工藝,先進(jìn)制程僅剩英特爾一家獨(dú)苗,。然而英特爾已經(jīng)在14nm,、10nm 上蹉跎許久,拖延癥已經(jīng)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(dāng)于臺(tái)積電5nm)投產(chǎn)時(shí)間推遲到2022年下半年,。而且按照英特爾的慣例,先進(jìn)制程總是率先在部分產(chǎn)品(比如輕薄筆記本芯片)中試用,全面投產(chǎn)時(shí)間大概需要一年,。由此推算,等到2023年臺(tái)積電亞利桑那 5nm 工廠試產(chǎn)的時(shí)候,與其工藝水平差不多的英特爾7nm工廠也才剛剛投產(chǎn),屆時(shí)還是美國最先進(jìn)的制程工廠之一。

臺(tái)積電總部在臺(tái)灣省新竹市,從目前布局來看,臺(tái)積電最先進(jìn)的制程工廠始終放在臺(tái)南科技園區(qū),。前往美國亞利桑那設(shè)廠,可能是為了解決島內(nèi)供電不足問題,可能是為了獲取美國先進(jìn)半導(dǎo)體補(bǔ)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(tái)積電前往亞利桑那設(shè)廠,最終還是為了其公司利益!