芯片技术回家：台积电将世界上最先进的芯片制造技术带到美国本土

台积电宣布在日本建芯片厂，2022年全年产能将"紧张"

随着世界努力应对持续的芯片短缺，芯片制造商中一个安静的巨人承诺在三年内投资1000亿美元来增加产量。
本月早些时候，该公司宣布了在日本建立新工厂的计划，将生产带有旧工艺技术的芯片，用于家用设备和某些汽车零部件中。

中国台湾的芯片巨头台积电（TSMC）

中国台湾的芯片巨头台积电（TSMC）周四宣布，计划在日本建立一家新工厂，以满足对芯片的长期需求。
全球最大的合同芯片制造商、苹果公司（AppleInc.）的主要供应商台积电（TSMC）表示，将在日本建立一家芯片工厂，该工厂将采用较旧的芯片制造技术。但该工厂的生产可能要到2024年底才能开始。
台积电在解决大流行引发的全球芯片短缺方面一直处于核心，这迫使汽车制造商减产，并损害了智能手机、笔记本电脑和消费类家电制造商的利益。
"TSMC正与客户密切合作，规划我们的能力，并投资于前沿和专业技术，以支持他们的需求，"首席执行官魏家哲在公司公布第三季度利润高于预期后，在一次在线收益简报会上表示。
他表示，日本的扩张计划正等待公司董事会的批准，并拒绝透露支出和产能等细节。
台积电制造的先进芯片，正式名称为台湾半导体制造公司，从苹果新推出的5G iPhone 13等高端智能手机，到人工智能、汽车和各种低端消费品，无所不包。
魏家哲说，台积电的产能在今年和整个2022年仍将保持"紧张"，并补充称，其芯片定价将"保持战略性，而不是机会主义，以反映我们的价值创造"。
"我们第三季度的业务主要得益于所有四个增长平台的强劲需求，"首席财务官黄文德尔（Wendell Huang）表示，他指的是强劲的芯片需求，包括智能手机、汽车和"物联网"连接家庭设备到互联网等应用。
"进入 2021 年第四季度，我们预计我们的业务将得到行业领先的 5 纳米技术的强劲需求的支持。“
该公司将2021年的收入增长预测上调至24%左右，而此前的预测则超过20%，理由是芯片需求强劲是"行业大趋势"。
台湾芯片制造巨头台积电（TSMC）正在凤凰城建设新工厂

台湾半导体制造公司也许不是家喻户晓的，但其市值超过5500亿美元，是全球十大最有价值公司之一。现在，它正在利用其可观的资源，将世界上最先进的芯片制造技术带回美国本土。
台积电开始在位于亚利桑那州凤凰城郊外建设价值120亿美元的制造工厂（即工厂），台积电将于2024年开始生产5纳米芯片。该公司表示，这里每月将生产2万片晶圆。
"这些零件将在许多不同的地方使用：CPU、GPU、IPU 等。它们将被用于智能手机中，"里克.卡西迪告诉媒体。卡西迪是台积电首席战略官，也是台积电在亚利桑那州项目的总裁兼首席执行官。

台积电耗资120亿美元的5纳米芯片制造厂于2021年9月28日在亚利桑那州凤凰城北部开始建设，为期6个月

台积电为从手机到F-35战斗机，从美国宇航局的"毅力漫游者"火星任务探测车到一切事物都制造了它们中的关键部件。台积电也是苹果目前市场上每部iPhone和大多数Mac电脑中最先进的芯片的独家供应商。
"但就终端市场而言，它们仍处于某种背景中。因此，当一款新手机问世时，苹果获得了所有的赞誉，而台积电则是正真的幕后英雄"塞米科研究公司制造业董事总经理乔安妮·伊托说。
"我们很低调。我们让我们的产品不言而喻。他们的成功带来了我们所能期待的所有业务，"卡西迪说。
美国是先进硅芯片技术的发源地，但据芯片行业协会 SEMI 称，几十年来，美国一直把芯片市场份额失去给亚洲公司，亚洲公司的芯片产量在 2020 年占全球芯片产量的 79%。据估计，美国去年占全球芯片制造业的12%，低于1990年的37%。
据该公司称，到2020年，仅台积电就占全球半导体产量的24%，高于2019年的21%。研究团体资本经济（Capital Economics）的数据显示，在最新iPhone手机、超级计算机和汽车人工智能中使用的最先进的芯片方面，台积电占92%，而三星仅占8%。
"它几乎成了领先优势的垄断企业，而且这些制造业务大部分都来自中国台湾地区的新竹。这成为美国的国家问题，但不仅是美国，而且是西方世界的问题，"苏斯克汉纳的高级半导体分析师克里斯托弗·罗兰说。
除了尖端的3纳米和5纳米芯片，台积电也为电动牙刷和咖啡机等产品生产更大工艺节点的芯片。汽车通常使用不太先进的28纳米至40纳米工艺的芯片。所有类型的芯片都受到了短缺的影响。包括通用汽车和丰田在内的汽车制造商已经暂停了一些工厂的生产。苹果可能会大幅削减2021年iPhone13系列手机的生产目标，一些机型的订单将推迟一个多月。

半导体器件的生产设备

台积电将 5 纳米工艺制程带到美国

目前，美国没有一家工厂能制造出5纳米芯片。但台积电正在改变这种情况。
"如果你想要更多的产能，你必须建立更多的晶圆厂。这就是我们移居美国的原因之一，"卡西迪说。"我们的客户希望我们在美国，美国政府也希望我们在这里。"
台积电技术总监陈致中带美国媒体参观了正在建设一座四层230万平方英尺晶圆厂的工地。陈在台积电的23年里，领导了另外17个工厂建设项目。
"该项目被设计为 5 纳米晶圆厂。事实上，这是我们在中国台湾的工厂的复制品，"陈说。
附近，世界上最大的起重机之一被提升到200英尺的全高。这台2300吨级的起重机是153辆半卡车运到现场的。工地主管吉姆·怀特说，自4月份开工以来，承包商已经搬运了近400万立方米的泥土，使用了超过2.6亿加仑的水。
建造一个芯片工厂和制造芯片都需要大量的水资源，美国亚利桑那最大的水源是地下水，但大型农场的深井用水速度比自然补充的水井要快。陈说，台积电每天需要约470万加仑的水来支持生产。
台积电对缺水并不陌生。今年中国台湾正面临56年来最严重的干旱，台积电表示，这并没有影响生产。台积电表示，在亚利桑那，一个现场水处理中心将回收工厂90%的废水。
大凤凰城经济理事会总裁兼首席执行官克里斯•卡马乔（Chris Camacho）表示："在提供反渗透和其他技术解决方案后，最终将与凤凰城合作，将水重新注入含水层。他帮助谈判了将该项目带到亚利桑那州的交易。
另一个挑战是，大多数5纳米专家都驻扎在亚洲。为了解决这个问题，台积电的学术关系经理罗克珊娜·维加说，该公司正在协调从中国台湾引进一些顶尖专家。
Vega 说："他们被视为我们工厂的标的物般的专家。"这将是一个临时任务...两年，也许三年。

台积电已派遣数百多名员工赴美

台积电表示，已派遣250多名技术专家赴美，持续12至18个月， 以跟上芯片工厂的建设速度。
Vega 说：“在台湾的5纳米gigafab中进行培训的机会是让他们了解亚利桑那州的工具、机械和一切设备的规模和先进程度。”。
多元化是台积电将先进芯片制造业引入美国的关键原因。
罗兰说："在模拟半导体设计方面，台湾不是很好，通过搬到美国，你可以利用更多的模拟芯片设计师。”
美国也严重依赖从台湾运出的芯片，这是美国政府努力说服台积电将其技术带到美国的一个关键原因。
卡马乔说："亚利桑那有许多项目，包括合格设施税收抵免和优质工作税收抵免，这确实是一种激励，有助于降低运营成本。除此之外，凤凰城还制定了一项价值 2 亿美元的基础设施一揽子计划，帮助台积电获得所需的水和额外的基础设施。
拜登政府提议为台积电等芯片公司提供520亿美元的政府补贴，用于他们在美国本土制造芯片。
行业报告估计，美国政府投资500亿美元，将在未来10年内在美国建设19个晶圆厂，将有效地使美国国内芯片制造能力翻一番。
随着芯片短缺的继续，类似的投资正在世界各地发生。行业协会 SEMI 计划到 2024 年，72 个新芯片制造工厂或大型扩建工厂将上线，其中 10 个位于北美和南美。
SEMI总裁兼首席执行官阿吉特·马诺查说："在过去两三年里，我听到的投资公告比我一生中还要多。基于此，我们认为，到明年年底，我们应该开始看到芯片短缺的问题将会出现一些缓解。
在此之前，随着需求持续飙升，台积电将芯片价格提高20%。 电子产品价格可能逐渐降到消费者身上。台积电也在继续提高产能，包括在美国，那里占地1100英亩的亚利桑那基地肯定有第二阶段的土地和空间。
（参考来源：CNBC）


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