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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

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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的公司之一。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,而台积电则是真正的幕后英雄"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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