据buzzorange网站2021年5月14日刊文,新成立的美国半导体联盟(SIAC)标志着美国向进一步增强半导体供应链弹性,巩固半导体技术优势迈出了战略性一步。SIAC的成员包括了全球IT供应链中几乎所有主要美国企业的名字:楷登电子(Cadence)、苹果(Apple)、因特尔(Intel)、科锐(Cree)等。值得注意的是,该联盟还包括很多著名的非美国公司,例如荷兰光刻设备供应商阿斯麦(ASML)、德国功率半导体公司Infineon、英国芯片设计方案供应商ARM等。
在加入其中的亚洲成员中,也包括了大名鼎鼎的韩国垂直整合元器件制造商(IDM)三星、日本的光刻设备供应商尼康等。来自中国宝岛台湾的著名芯片代工制造商台积电(TSMC)和芯片设计商联发科(MediaTek)也加入了联盟。
由于地缘政治等因素的存在,台积电加入该联盟正值敏感时期,该公司的成员资格在台湾和中国大陆受到了广泛关注。不过到目前为止,针对这一问题的讨论一直聚焦在于台积电的加入对于中国大陆集成电路产业的影响,以及中国大陆将如何努力追赶其竞争对手。SIAC的国际成员资格被解读为美国与中国大陆脱钩并最终建立以美国及其盟友企业为核心、以美国利益和标准优先的“技术圈”群体。
与中国大陆的对抗?
一些分析人士认为,台湾企业的加入会进一步阻碍中国大陆半导体产业的发展。根据此前的报道,台积电已决定将其位于美国亚利桑那州的制造厂由1处扩大到6处。除了去年5月宣布最初的总投资120亿美元的晶圆代工厂外,未来3年内可能还会增加5座晶圆厂。目前正在建设的12英寸晶圆厂计划到2024年每月在5nm制程生产20000个晶圆。
尽管目前尚不清楚台积电计划增加的其他5个晶圆厂将具体负责生产哪些工艺节点的晶圆,但这个消息与台积电计划在南京扩大其28nm产线产能的决定形成鲜明对比,后者计划于2023年开始运营。分析人士认为,制程之间的明显代沟是对中国大陆极为不利的。出于知识产权保护等因素以及美国禁令的影响,台积电很难在中国大陆部署更为先进的技术节点进行制造。
根据台积电给出的时间表,当亚利桑那州工厂开始投入批量生产时,台积电位于台湾的3nm工艺制程已经进入批产状态两年。因此对抗中国大陆的说法很难站住脚。
权衡成本
台积电创始人张忠谋对于台积电在美国投产的晶圆厂以及美国在芯片制造方面的展现出来的整体竞争力表示怀疑。
张忠谋表示,大约从10年前开始,美国的芯片制造业就已经失去了光彩。其主要原因是美国缺乏台积电要求的在严格制造环境中培养出来的合格人才,这种缺憾无法通过政府补贴等短期措施解决。其最终结果是产生更高的生产单位成本。
实际上,诸如生产成本之类的问题也是一直以来台积电在美国扩大产能的主要障碍之一。目前,台积电仅通过其子公司Wafertech在美国运营8英寸晶圆厂。
台积电表示,该公司在台湾之外建设代工厂的3个最低标准是:实现规模经济、负担得起的成本以及强大的供应链(包括人才)的能力。就规模而言,亚利桑那州晶圆厂目前计划中的产能可能不足:为了满足苹果等客户的需求,该晶圆厂必须达到每月60000片晶圆的生产能力。但目前亚利桑那州晶圆厂的计划产能显然不足。
除了大批量生产外,还需要强大的封装和测试行业的支持。然而,集成电路产业的下游厂商主要集中在亚洲地区,尤其是台湾地区。
最后,除了供应链问题之外,需求不足也是台积电需要面临的挑战之一。最先进制程产品相关成本不断攀升,意味着只有极少数芯片设计厂商能够负担。如果台积电在美国为这些厂商提供服务,那将意味着其在台湾的计划生产能力将受到损害,因为它们都是为相同的客户提供服务。
获得优势
毫无疑问,台积电并没有能力也没有意愿在中国大陆与美国之间选择站队,而是努力在两者之间构建中立十字架,一些分析人士认为台积电将在中国大陆和美国扩大生产能力的举动是象征性的表态,不会实际发生。台积电目前在中国大陆和美国已经实际列入计划的晶圆厂都具有大约每月20000片晶圆的相同产能。对于台积电每月250万片8英寸晶圆的每月总产能,只占约2%。
但是如果全球技术标准的分歧持续存在,台积电则可能会在中国大陆和美国两大市场中均获得足够分量的立足点。
除了彻底的地缘政治因素,台积电在中国大陆和美国的建厂决策仍然会带来一些潜在的好处。台积电在美国的存在将使它更容易接近和获得IC设计人才,尤其是在摩尔定律即将终结且芯片制造商必须探索新材料和其他设计工艺时。
于此同时,台积电在中国大陆的存在使其可以轻易获得全世界最大的半导体市场的支持。