台积电的“美国梦”，特朗普可能不想让它做了|变局之下

编者按：以变革应对变局，以远见超越未见。大象新闻、大象财富联合腾讯新闻、腾讯科技推出2024年终策划《变局之下》，回望2024、展望2025，让洞见穿越时间，向未来寻求确定，本期聚焦台积电美国工厂的运营现状与前景分析。

拜登政府《芯片法案》最大成果之一，即台积电落户亚利桑那州，人称“美积电”。

对于台积电在美国设厂，我们更应该关注：为什么美国要“烧钱”给台积电办“户口”？台积电美国工厂纯粹是为了“骗补”？进入特朗普2.0时代的美国政府，会继续给予台积电以“厚爱”吗？

基于台积电目前的运营现状，特朗普的科技政策，大致可推测——双方对台积电美国工厂，都没有进一步投入的意愿。也就是说，所谓“美积电”的未来，天花板已肉眼可见。

苏姿丰、黄仁勋和库克等高层出席台积电亚利桑那工厂迁机仪式

01 4nm开始试产，650亿投资有水分

台积电赴美建厂，分得《芯片法案》390亿美元补贴当中的66亿美元，还获得50亿美元的特殊低息贷款。

2024年11月，经过一系列谈判及审批流程，美国商务部最终与台积电敲定补贴协议，先前承诺的补贴，就要到账了。

作为回报，台积电承诺美国工厂总投资650亿美元，分三阶段完成，分别为Fab21 P1/P2/P3（即Fab21的一期、二期和三期），项目2022年开工，2030年左右全部建成，规划总产能是90K。

下面这张表，详细梳理了台积电未来五年先进工艺相关工厂的具体进度——从3nm到1.4nm（A14）都有覆盖，中国台湾地区总共14座，美国亚利桑那凤凰城总共3座。

未来5年，台积电先进工艺工厂进度，涉及A14（1.4nm）-3nm工艺

亚利桑那的Fab21 P1工厂，到2024年年底已进入风险试产阶段，2025年一季度末正式量产，到第二季度可以实现满载30k产能，目前的客户有苹果、英伟达、高通、AMD。

Fab21 P2还处于土建阶段，2024年建设进度不及预期，判断与《芯片法案》补贴协议最终的签署进度有关。按原计划，2025年封顶，随后进入洁净室、厂务设施的安装阶段，到2026年年底开始移机试产，2027年第三季度开始量产3nm芯片。

对比之下，位于台南的Fab 18B，2023年就开始量产3nm，美国厂落后4-5年。

Fab21 P3到2025年开始动土征地，2026年土建，2027年年底封顶并进行洁净室和厂务设施安装，2028年第三季度开始移机，到2028年第三季度，差不多就是美国下一次大选期间，可以举办移机典礼，2029年第二季度量产出货2nm芯片。

届时，位于新竹宝山的Fab20B已经开始量产更先进的1.4nm工艺了。

这数据很绕，大家只需要记住一个结论：台积电美国工厂进展顺利，但在工艺节点，始终落后于台湾地区总部，至少有1-2个代差。

投资规划上，按照台湾地区的标准，4nm、3nm和2nm工艺对应的每万片晶圆（10k）投资成本约为40亿美元、55亿美元、75亿美元。

以此计算，亚利桑那工厂预估的投资成本应为510亿美元，而实际投资额为650亿美元超出30%，有虚报的可能，这也不难理解，投资额报的越多，可申报的补贴就越多。

还有一个原因：晶圆代工厂建设以设备为主，越先进的工艺，设备支出占比越高。以3nm节点为例，设备占投资总额比例超85%，剩余多以土地、厂房和厂务设施为主，整体投资支出在15%左右，所以台积电需要更多的补贴，进而将设备投资成本拉低。

另外，补贴也直接影响了台积电在不同地区工厂的生产成本。

在稼动率（设备运转时间占比）100%的情况下，5/3nm节点设备折旧，占生产成本的80%，人工为5%，材料及损耗13%左右，如下表所示：

台积电工厂成本对比，着色部分为亚利桑那P1-P2补贴后的情况，单位：美元

补贴之前，台湾地区每片wafer的生产成本是9566美元，亚利桑那工厂则需要12272美元，差距近30%，补贴之后成本下降至10438美元，差距不到10%。

也就是说，只要有足够的补贴，美国工厂的生产成本也能逼近台湾地区的正常水平，最终影响其盈利的关键只有稼动率，只要稼动率高，能满产，人工、材料这些由于在总成本中占比很小，影响都可以忽略。

02台积电想“再造一个英伟达”

人力需求上，由于5nm以后的先进节点，越来越重视无人化作业，每万片所需人力大概500人，加上管理、销售、财会和法务等非生产人员，预计在550人左右。

按亚利桑那Fab21 P1工厂30k的产能，人力大概需要1650人。考虑到Fab 21 P1是美国总部，管理人员会增多，乐观估计，总体人员大概在1800人左右。

另外，考虑美国加班文化缺失，如果要保证Fab厂24小时不间断运转的，每万片晶圆人力配置还需要在原基础上增加20%，预计亚利桑那Fab21的三期工厂，总需要至少6000名员工。目前，中国台湾籍员工大约占70%，但受美国工会的压力，这个比例未来会降低到50%。

台积电美国工厂配套项目“台积村”，前期大量来自中国台湾的制造工程师居住在这里

那么，大量人力都从中国台湾输出，会造成技术外流吗？不会。

外派美国的主要是产线工程师，其任务是维持产线稳定量产，而研发工程师——负责工艺节点推进，例如从2nm、推进到1.4nm、1nm——不会派驻美国，这些工程师才是台积电的技术核心。

这些产线工程师到了美国，即便被其他公司挖角，也只能是帮助美国企业提升单一节点的良率——做3nm的工程师基本只会做3nm。

更关键点在于，擅长单一工艺，依旧无法提升整个晶圆厂工厂的良率，要达成这一目的，上百个制造环节都挖到核心人物才有可能产生作用，这种体系问题，不是某几个厉害的工程师就能搞定的。

台积电前十大客户营收贡献占比，数据截至2024年6月

客户这里，Fab21以美国fabless大厂为主，像苹果、英伟达这些硅谷巨头贡献了台积电营收的75%，如果从地理位置上看，确实是接近客户了。

不过，美国工厂落后总部至少1个代差，Fab21 P1到2025年可以为苹果代工4nm A16芯片，也可以代工英伟达4nm的RTX40XX系列或者是落后一代的Hopper系列GPU，但如果是A18、RTX50XX系列就不行了。

再有一点，美国本土先进封装产能缺失，像CoWoS、FanOut这类封装环节，还是要在中国台湾进行，好在先进芯片体积小，单价极高，即便空运，运输费用可以忽略不计。所以，晶圆代工对于地理位置上接近客户，基本没有强需求。

相较之下，规模小的Fabless，尤其是一些初创公司，对成本控制要求高，会对地理位置有一定的需求。另外，随着DTCO(设计与技术协同优化)重要性的提升，率先与客户绑定将能建立更基稳固的关系，这才是比较合理的接近客户的理由——台积电官方公布过数据：相较于10nm工艺，DTCO让7nm工艺逻辑密度增加超过1.6倍，速度增快约20%，功耗降低约40%。

所以，从更长远的角度来看，与这些代表硅谷未来走向的初创企业就建立关系，并提供更实时、高效的服务，对台积电远期业绩无疑是有很大的帮助，英伟达如何与台积电共生，并做大做强就是最直观的例子，这也算是台积电布局美国市场的一步好棋。

简单总结一下：台积电美国工厂的历史价值——1）为包括苹果、英伟达等客户生产落后一到两代的芯片，为有竞争力的初创客户提供就近的流片服务，提升各种新型态芯片的流片成功率。2）台湾地区的新工厂，累计产能基本都在120k左右，而美国工厂累计产能只有90k，因此只作为台积电整体产能的补充，对《芯片法案》补贴有所交代即可。

03美国半导体重镇成型

台积电来了，配套的供应链也得跟随落地，目前亚利桑那的供应链已经逐渐成型。

前期建厂供应商，包括负责机电整合的汉唐集成、负责洁净室的亚翔等等，目前均在当地成立子公司、办事处，承接台积电亚利桑那Fab21的工程建设及当地供应链建设。

供应链方面，芯片生产所需的原材料按比重划分，大致包括：硅片(31%)，电子特气(14%)，掩膜版/光罩(13%)，光刻胶及各类配套试剂(11%)，CMP抛光液/垫(7%)，湿学品(5%)，靶材(3%)。

围绕台积电美国工厂形成的半导体制造体系

其中，硅片因为单价高、体积小，对运输成本不敏感，长期以来由日本、韩国和中国（台湾地区）等产地直接供货给全球，所以硅片制造厂对于在美国就近生产一直缺乏兴趣。

从政府和产业层面来看，由于硅片在材料中占比最高比，要建立完整的半导体供应链体系，必须补贴硅片。

根据公开信息，环球晶圆拿到《芯片法案》中的4亿美元补贴，预计兴建两座12寸硅片厂，其中第一座工厂已于2022年动工，将于2025年上半正式量产出货，未来主要供应给台积电美国工厂、英特尔、格罗方德等，而第二座工厂的进度目前未明确，主要取决于未来美国本土晶圆厂的需求以及关税政策变动——关税以产品价值计算，对硅片生产的影响很大，本地生产就近供货则是次要。

原材料占比第二的品类是电子特气，但美国资源丰富，电力充沛，费用也不算高，全球四大气体供货商美国就有AP与普莱克斯两家， AP一直是台积电的最大气体供货商，在美国本土则更加如鱼得水，所以这个领域属于美国企业的强项，无需过多补贴支持。

原材料占比第三品类是掩膜版。以EUV工艺为例，其掩膜版制造技术门槛极高，也是一个关键的know how，从7nm工艺开始，台积电都是100%自制掩膜版，但目前没有在美国建掩膜版工厂的规划——首先是技术敏感，在美国制造可能会导致技术人员外流，其次价格是硅片的上百倍，对运输成本更不敏感，一般2天内就可空运到达。

再说说光刻胶（前段），东京应化、JSR、信越分列全球前三，第四为美国杜邦，这四家企业占了全球80%以上份额，EUV光刻胶日本更是100%的垄断，其中以东京应化以及JSR为主，是日本拿捏全球半导体的利器，前几年日本制裁韩国半导体，光刻胶就是韩国最大的痛点，所以日本厂家不可能在海外建厂，让其技术有外流的可能，而光刻胶以公升计价，单价非常高，运输成本也可以忽略不计。

类似高单价的还有前驱体与靶材，这些更是以公克为计价单位，制造商也遍布全球。

整体来看，只有环球晶圆因为芯片法案和关税考虑去美国建厂，其余大部分原材料因体积小、单价高，对于运输成本不敏感，无在美本土化生产的必要。

以化学品为代表的供应链企业在亚利桑那的投资情况（单位：百万美元）

不过各种湿化学品如显影液等酸碱及有机溶剂、清洗溶剂，其特点是量大、价格低，以吨来计价，长途运输成本可能比价格还高，必须就近生产供应。

未来，随着台积电在亚利桑那的三座工厂的逐步量产，再加上英特尔也同样在亚利桑那有工厂，届时亚利桑那将成为以围绕台积电Fab21为中心的美国的半导体制造重镇。

用水和用电方面，Fab 21每日用电量约2.85GWh，相当于10万户美国家庭用电。每日预计1.8万吨的用水量，但利用再生水项目，可以实现80%的水循环使用，日耗水量减少到0.38万吨，这是台积电能在亚利桑那这种沙漠地区落户的关键技术。

以上，就是到目前为止亚利桑纳凤凰城的正在发生的事。

04特朗普、台积电都无意加码扩产

在《芯片法案》护航下，台积电于美国亚利桑那落户的进度都在按计划进行，随着政府换届，不确定性在于特朗普2.0时代，这片土地是怎样的光景？

一般来说，商业公司有钱挣才会持续投入，亚利桑那的Fab 21总共90k的产能，只占台积电规划总产能的很小一部分，兼顾服务老客户的次顶级芯片代工、潜力初创客户的流片，产能可以轻松排满，其获得补贴之后的盈利能力，可以接近台湾地区的85%-90%，等五年折旧期过后，毛利率也可以接近70%左右，与台湾地区相当。

也就是说，只要台积电给美国的亚利桑那工厂做好排产，在产能满载、高稼动率的前提下，盈利是可以做好的，也就不应该被看衰。

按行业惯例，供应链配套落地的前提是晶圆厂具备60k以上的产能，如果产能规划不足，那供应链情愿异地生产采取运输的方式供货，Fab21三座工厂总规划产能90k，刚好是让供应商愿意一起配套落地，且有利可图的水平。

按现有规划，如果不出意外，到2028年底，在特朗普任期的尾声，台积电大概率会将凤凰城打造成美国最完善、最大的半导体制造聚落。对台积电来说，拥有了美国本土产能，一定程度上也可以对冲关税的影响。

至于2029年三座工厂全部完工后，台积电还会不会继续扩建，取决于特朗普任期，以及特朗普的下一任，决定讲什么样的故事，会不会进一步提供补贴。如果没有补贴，美国亚利桑那工厂的盈利水平预估只有台湾地区的70%，这将严重拉低整体毛利率，导致股价下跌，这是台积电不能接受的。

其次，台积电扩建也取决于未来全球市场对先进工艺的需求。

以2nm节点为例，台积电在全球规划的产能是170k，其中台湾地区140k，美国亚利桑那为30k，但随着先进封装技术进一步突破，到1.4nm时，只需要150k产能，再到1nm时只需要130k产能，那么台湾地区的产能就足以覆盖全球市场的需求，也就没有了在美国扩产的必要。

站在美国的角度，当亚利桑那成为半导体重镇，美国独立自主生产先进芯片的链条闭环，也没有进一步提供补贴的必要性。

台积电、美国政府，双方都没有进一步扩大投入的理由，所以说大家口中的“美积电”，未来基本是可预见的。

我们也可以大胆假设一下，2028年之后，除了台积电完成美国落户外，英特尔很有可能转变成一家fabless企业，大量下单给台积电，原有的工厂则由格罗方德接手，或者由财团私有化，但不论如何演变，这些美国本土公司在先进工艺上，依旧无法和台积电抗衡——半导体是一个技术导向的产业，技术决定一切，客户必须要采购最先进的芯片才能维持其市占率，否则就会失去市场。

之前也有不少讨论，说英特尔是美国芯片制造的代表，它不能死，其实英特尔的死活并没有那么重要，美国要的只是在本土具备先进芯片制造自主能力，至于这个能力是不是来自英特尔，不起决定性作用，何况英特尔还不具备这种能力——半导体产业一直保持着新陈代谢节奏，再过5年，英特尔现在那些也不太先进的产能将会更加落后。

至于这种演变对我们大陆的产业有什么影响，在科技竞争持续的背景下，大概率是我们另辟蹊径，点亮新的科技树，走一条材料、设备、生产的纯自主之路。

特约作者 吴梓豪

编辑 郑可君 苏扬