贵30%，美国4nm芯片，是台积电带来的

文 | 半导体产业纵横

台积电在美国的第一个4nm工厂已经开始生产了。

这座工厂在亚利桑那州，生产是最近几周开始的。美国商务部长吉娜·雷蒙多表示，这是一个里程碑事件。雷蒙多感叹：“在我们国家历史上，这是第一次在本土制造领先的4纳米芯片。”

“这是一件大事——以前从未有过，在我们的历史上从未有过。而且很多人都说这不可能发生。”雷蒙多说。台积电此前并未披露生产开始的消息。

台积电在美国建厂的始末

众所周知，美国虽然在芯片设计领域处于领先地位，但在芯片制造环节相对薄弱。台积电作为全球最大的芯片代工厂商，拥有先进的制程技术和丰富的制造经验，邀请台积电赴美建厂可以直接引入先进的生产技术和工艺，填补美国在高端芯片制造方面的空白，提升美国本土的芯片制造能力。

于是在2019 年，特朗普政府开始游说台积电在美国建造一个更大、更先进的工厂。2020 年 5 月，时任美国国务卿助理基思・克拉克宣布，台积电同意在亚利桑那州开设一家价值 120 亿美元的设施。

实际上，这个决策标志着台积电在美国建厂正式迈出了关键一步。

2021年，亚利桑那州的建厂工作正式拉开帷幕。为了确保美国新员工能够熟练掌握先进的芯片制造技术，台积电将约 600 名美国员工送往中国台湾进行培训。

此前，台积电董事长刘德音曾表示：在美建厂，需满足“符合经济效应、成本有优势、人员及供应链要完备”三要件。而台积电“5纳米、3纳米芯片”的制造工艺将留在中国台湾。

然而没过多久，台积电便宣布将在美国联邦政府的相互理解和支持下，在美国亚利桑那州建造和运营一家先进的半导体工厂。台积电亚利桑那州工厂将利用台积电的5nm技术进行半导体晶圆制造，每月产能为20000个半导体晶圆，直接创造1600多个高科技专业职位，并在半导体生态系统中创造数千个间接职位。

美国厂成本暴增30%

台积电亚利桑那州的建厂投资花费了120 亿美元，建造的目标制程是5nm，在2021年开工，2024年计划投产。

不过，随着美国投资的部分再加码，原本的5nm厂升级到4nm厂。

在2023年中期，台积电宣布其在亚利桑那州的第一个设施——被称为Fab 21的工厂建设延期，该设施的生产将从计划的2024年推迟到2025年开始。2024年9 试生产，12月初举行完工典礼。

文章开头所述的4nm芯片，便是这座Fab 21工厂所生产的。

台积电的亚利桑那州 Fab 21 工厂的第一阶段 P1 1A 目前已通过客户产品验证，有望于2025年中达到设计的每月 2 万片的满载产能；第二阶段 P1 A2 则也已完成建筑建设，目前正处于设备导入阶段，预计2025年一季度完成设备安装工作，2025 年中开始投片。

苹果、英伟达、AMD等美国科技巨头将是首批受益者。这些公司将能够就近利用先进的4纳米芯片技术，进一步提升其产品的竞争力。

不过，由于关税、原材料运输等费用的增加，台积电在美国生产的芯片要贵得多，预计成本增加30％甚至更多，而这势必会反映到产品的市售价格上。

再下一座，是2nm

在规划之初，台积电美国第二座工厂与第一座工厂情况颇为相似，原本计划采用 3nm 制程工艺。但随着时间推移与策略调整，目前已确定该工厂将转而聚焦于更为先进的2nm芯片。

据报道，台积电向美国商务部提交的信息显示，最早于2028年在美国开始生产2nm芯片。根据Fab 21项目制程工艺路线安排，将引入A16和N2系列（N2、N2P和N2X）工艺，均属于2nm制程节点，量产启动时间比起中国台湾的晶圆厂要晚大概三年。台积电在2nm制程节点将引入GAA晶体管架构，可以显著降低功耗，提高性能和晶体管密度，带来质的改变。

台积电目前围绕主要围绕新竹宝山和高雄两地进行 2nm 工厂的建设和产能扩充。

先来看新竹宝山晶圆厂（Fab 20）：

• P1 厂，以2nm为主的宝山P1厂已开始搬入设备，2024 年下半年开始试产，2025年二季度小量生产，月产能将逐步由3000片提升至逾2万片。
• P2 厂，2025年5月加入生产，与 P1 厂共同提升2nm产能。
• P3/4 厂，在2027年规划进入A14世代，进一步推动制程技术发展。

高雄晶圆厂（Fab 22）则是包括：

• P1、P2 厂，台积电在高雄一期园区启动的第一期（P1）、第二期（P2）建厂，为 2nm 生产做准备。
• P3 厂，规划在2026年完工，将进一步提升高雄厂区的2nm产能。
• P4、P5 厂，启动环评并争取扩大开发面积，预计在2027年接力完工，延续先进制程产能扩充。

台积电已经宣布，其在新竹宝山晶圆厂（Fab 20）成功设立了2纳米（nm）制程技术的试产线。台积电此次设立的2nm试产线计划月产能将达到3000至3500片晶圆。值得注意的是，此次试生产的良品率高达60%，大幅超越了台积电内部的预期目标。

尽管目前仍处于试产阶段，但这一产能规划已经显示出台积电对2nm制程技术的信心和决心。随着技术的不断成熟和产能的逐步扩大，台积电有望在不久的将来实现2nm芯片的规模化生产，满足市场对高性能计算芯片的迫切需求。

根据台积电的规划，到2025年底，若计入高雄晶圆厂（Fab 22）的贡献，其2nm制程的总月产能将突破5万片。而到了2026年底，这一数字有望进一步攀升至每月12万至13万片。

按照目前规划推算，到 2028 年，美国的确有望迎来本土生产的2nm先进制程芯片。

第三座，还有可能？

2024年4月，据美国政府官方声明，台积电已与美国商务部达成不具束缚力的初步谅解备忘录。

台积电方面将在亚利桑那州凤凰城建设第三座在美晶圆厂，而美国政府方面将根据《芯片法案》向台积电的三座工厂提供至多 66 亿美元的直接资金补贴。除直接补贴外，美国政府还计划根据初步协议为台积电的晶圆厂建设提供约 50 亿美元的贷款。

台积电也在准备向美国财政部申请相当于认证资本支出 25% 的投资税收抵免。台积电方面承诺将在本十年底前建设第三座晶圆厂，进而在亚利桑那州打造一个前沿半导体集群。

台积电在美国的整体投资将超650亿美元，可在十年间为亚利桑那州当地创造6000个直接工作岗位和数以万计的间接岗位，此外还有累计超 20000 个的相关建筑业岗位。

美国还计划将 5000 万美元的《芯片法案》资金用于当地建筑和半导体行业劳动力的培训和发展。

赴美建厂，台积电热度几何？

在半导体产业的全球棋盘上，台积电一直是那颗举足轻重的棋子。

近年来，台积电宣布在美国亚利桑那州建设先进制程芯片工厂的消息，引发了业界的广泛关注。这一举措不仅标志着台积电在全球布局上的重要一步，更在全球范围内掀起了关于半导体产业未来发展的讨论热潮。

近日，中国台湾“经济部部长”郭智辉称，台积电到美国设厂是因为美国厂商希望其去，就台积电而言，到美设厂也可就近服务客户。至于台积电先进制程赴美设厂的进度是否更迫切，郭智辉称，“虽然到美国投资设厂是接近客户，但相信台积电会审慎评估”。

他还说，过去中国台湾规定制程差距二代以上才能赴海外投资，但现在技术差二代就差很远，“厂商要能赚钱才行”。中国台湾《经济日报》称，外界因此解读，“此言意味经济部对台积电赴美投资是在开绿灯，完全由台积电自行考虑”。

要知道，尽管美国政府提供了补贴和税收优惠等激励措施，但台积电在美国的建厂成本仍然高于中国台湾本土。此外，人才短缺、劳动力竞争激烈以及关键技术外流也是台积电面临的重大挑战。