最近的兩條消息讓半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的人們興奮不已。第一是臺(tái)積電宣布他們打算投資120億美元在亞利桑那建設(shè)一家工廠(chǎng)。另外一個(gè)，則是聯(lián)邦政府將為半導(dǎo)體制造業(yè)投資230億美元。這些有什么潛在的影響，如何改變半導(dǎo)體工廠(chǎng)的格局？

半導(dǎo)體制造業(yè)的簡(jiǎn)史

美國(guó)是半導(dǎo)體的發(fā)源地，從1940年代晶體管的發(fā)明開(kāi)始，美國(guó)就出現(xiàn)了像仙童這樣的早期領(lǐng)導(dǎo)者，而飛兆半導(dǎo)體又催生了英特爾這樣的傳奇公司。在每一家半導(dǎo)體公司制造自己的設(shè)備和晶圓廠(chǎng)都要花費(fèi)幾百萬(wàn)美元的日子里，硅谷的生產(chǎn)基地如雨后春筍般涌現(xiàn)。

80年代，日本開(kāi)始大力投資晶圓廠(chǎng)，美國(guó)也開(kāi)始失去在該行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位。日本將他們的質(zhì)量和制造能力應(yīng)用于內(nèi)存、控制器等領(lǐng)域，促使英特爾在80年代中期從內(nèi)存芯片轉(zhuǎn)向微處理器。然而，更大的轉(zhuǎn)變發(fā)生在90年代，代工廠(chǎng)和無(wú)晶圓廠(chǎng)設(shè)計(jì)公司的出現(xiàn)。在臺(tái)積電（TSMC）和UMC等公司的領(lǐng)導(dǎo)下，它們導(dǎo)致許多規(guī)模較小的晶圓廠(chǎng)不再具有成本效益。與此同時(shí)，像三星這樣的韓國(guó)巨頭開(kāi)始大量投資制造業(yè)，現(xiàn)在三星和海力士?jī)杉翼n國(guó)公司主導(dǎo)了內(nèi)存芯片市場(chǎng)，美國(guó)制造的集成電路芯片不到全球的12％。

2014年，中國(guó)決定發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，并開(kāi)始實(shí)施雄心勃勃的“大基金”計(jì)劃，將中國(guó)從一個(gè)市場(chǎng)份額不足10％的小企業(yè)變成一個(gè)與韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)或美國(guó)一樣的巨頭。2019年，大基金第二期成立，規(guī)模是前一只基金的兩倍。除此之外，地方政府實(shí)體將自己的資金投資于地方項(xiàng)目，國(guó)有銀行再提供貸款。目前，中國(guó)的集成電路產(chǎn)量與美國(guó)相當(dāng)，約占全球產(chǎn)量的12％。

當(dāng)今美國(guó)芯片制造業(yè)

經(jīng)過(guò)一輪整合和外包浪潮，大多數(shù)美國(guó)公司已經(jīng)退出了制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在只剩下三家大公司：英特爾、美光和GlobalFoundries。GlobalFoundries甚至不是一家真正的美國(guó)公司，由阿聯(lián)酋的主權(quán)財(cái)富基金私有。每個(gè)公司都有自己的市場(chǎng)，并不互相競(jìng)爭(zhēng)。英特爾是一家集成設(shè)備制造商，為個(gè)人電腦和服務(wù)器生產(chǎn)微處理器。Micron生產(chǎn)內(nèi)存芯片（NAND和DRAM），而Global Foundries是代工廠(chǎng)。但半導(dǎo)體制造業(yè)是一個(gè)全球性的行業(yè)，這三家公司都經(jīng)營(yíng)著全球性的晶圓廠(chǎng)。英特爾在美國(guó)、愛(ài)爾蘭和以色列之間輪換新工廠(chǎng)。美光在日本和臺(tái)灣設(shè)有工廠(chǎng)，最近一次大規(guī)模投資在新加坡。GF在德國(guó)和新加坡也有工廠(chǎng)。

讓我們來(lái)看看建立一個(gè)最先進(jìn)的半導(dǎo)體工廠(chǎng)所涉及的關(guān)鍵要素。

1＞持續(xù)資本投資：一個(gè)最先進(jìn)的晶圓廠(chǎng)目前的成本為100億美元。2019年半導(dǎo)體制造商的資本支出總額為1020億美元。為了與摩爾定律保持一致，公司必須每?jī)赡晗蚴袌?chǎng)推出新的技術(shù)節(jié)點(diǎn)。在這種規(guī)模下，一次性增加230億美元并不會(huì)改變游戲規(guī)則。還有一個(gè)問(wèn)題是，補(bǔ)貼是如何安排的。過(guò)去，例如在太陽(yáng)能行業(yè)，美國(guó)的模式是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，通過(guò)信貸、減稅等方式使用稅法，這是一種效率低下的資本配置方式。

2＞工程人才：美國(guó)大學(xué)培養(yǎng)了大量的工程畢業(yè)生，而美國(guó)仍然是世界人才的理想目的地（盡管美國(guó)政府最近采取了一些措施）。新工廠(chǎng)的人員配置不應(yīng)成為問(wèn)題。

3＞基礎(chǔ)設(shè)施：土地、穩(wěn)定的電網(wǎng)、供水、交通基礎(chǔ)設(shè)施都是必不可少的。從這個(gè)角度來(lái)看，美國(guó)作為一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家并不缺乏。

4＞供應(yīng)鏈：半導(dǎo)體的供應(yīng)鏈和最終產(chǎn)品一樣是全球性的。一個(gè)國(guó)家要在制造業(yè)上完全實(shí)現(xiàn)自給自足是非常困難的。美國(guó)在生產(chǎn)設(shè)備等關(guān)鍵構(gòu)件方面處于有利地位，最大的供應(yīng)商AMAT、LAM和KLA是美國(guó)公司。但荷蘭公司ASML也壟斷了關(guān)鍵的光刻步驟。在材料方面，由于制造過(guò)程中使用了數(shù)百種化學(xué)物質(zhì)和氣體，其中許多都必須來(lái)自亞洲，這就很困難了。因此，任何國(guó)家真正的端到端自給自足都是白日夢(mèng)。

誰(shuí)將在美國(guó)建立新工廠(chǎng)？

英特爾一直以來(lái)都在積極地進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)和工廠(chǎng)建設(shè)。在一些額外的激勵(lì)措施下，他們很可能會(huì)選擇美國(guó)的投資地點(diǎn)，而不是愛(ài)爾蘭或以色列。毫不奇怪，英特爾一直在大力游說(shuō)美國(guó)政府支持該行業(yè)。然而，即使是英特爾過(guò)去也曾嘗試過(guò)代工模式，但沒(méi)有取得任何進(jìn)展。在最近的聲明中，他們提到7nm工藝的更多延遲，甚至表明他們?cè)敢饫猛獠亢献骰锇榕_(tái)積電進(jìn)行代工合作。

美光則通過(guò)收購(gòu)日本和臺(tái)灣公司，并在新加坡擴(kuò)張，實(shí)現(xiàn)了更大的增長(zhǎng)。內(nèi)存芯片是一種對(duì)成本非常敏感的產(chǎn)品，不太可能在短期內(nèi)再建一家大型美國(guó)工廠(chǎng)。

GlobalFoundries已經(jīng)退出了最新工藝節(jié)點(diǎn)的爭(zhēng)奪，并專(zhuān)注于一些更為利基的技術(shù)和應(yīng)用，如FDSOI。它也陷入了財(cái)政困境，只能靠穆巴達(dá)拉集團(tuán)維持運(yùn)轉(zhuǎn)。在未來(lái)幾年內(nèi)，他們?cè)谑澜缟先魏蔚胤蕉疾惶赡芸吹揭粋€(gè)新的前沿工廠(chǎng)。

全球玩家：其他全球頂級(jí)玩家包括臺(tái)積電、三星和海力士。三星在奧斯汀有兩家工廠(chǎng)，可以想象，如果有足夠的動(dòng)力，它們會(huì)在那里擴(kuò)張。海力士沒(méi)有在美國(guó)運(yùn)營(yíng)的歷史（他們?cè)谥袊?guó)有一家大型工廠(chǎng)），現(xiàn)在也不太可能開(kāi)始運(yùn)營(yíng)。

臺(tái)積電（TSMC）曾一度涉足在美國(guó)設(shè)立工廠(chǎng)的想法，但從未開(kāi)始付諸實(shí)踐。盡管最近宣布了對(duì)亞利桑那州的投資，但臺(tái)積電在美國(guó)設(shè)立晶圓廠(chǎng)的優(yōu)勢(shì)除了政治因素之外，很難看到其他原因。就像富士康（Foxconn）在威斯康星州一樣，大肆宣傳但卻沒(méi)有任何進(jìn)展，這可能是對(duì)未來(lái)關(guān)稅的政治對(duì)沖。這可能是對(duì)蘋(píng)果將其供應(yīng)鏈也轉(zhuǎn)移到美國(guó)的一種肯定。但從純粹的運(yùn)營(yíng)和財(cái)務(wù)基礎(chǔ)來(lái)看，此舉似乎沒(méi)有任何優(yōu)勢(shì)。

美國(guó)能借鑒中國(guó)模式嗎？

相比之下，中國(guó)通常通過(guò)直接股權(quán)投資或國(guó)有銀行貸款來(lái)籌集資金，這大大加快了新工廠(chǎng)的建設(shè)速度。中國(guó)企業(yè)也愿意虧損經(jīng)營(yíng)幾年。例如，他們完全主導(dǎo)了太陽(yáng)能制造業(yè)（90％的太陽(yáng)能電池都是中國(guó)制造的），并且已經(jīng)成為顯示器制造業(yè)的主要參與者，從韓國(guó)和日本那里搶走了份額。

美國(guó)必須對(duì)聯(lián)邦和州政府的支持做出類(lèi)似的長(zhǎng)期承諾。但這在我們的政治體制中是非常困難的。再次，以太陽(yáng)能為例，聯(lián)邦稅收抵免和州政府激勵(lì)的各種組合被用來(lái)啟動(dòng)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)，這在成本／瓦特不斷下降的安裝領(lǐng)域起到了作用，但美國(guó)在太陽(yáng)能電池和組件制造方面只是一個(gè)小角色。

最后，由于只有前五大集成電路制造商才有能力制造領(lǐng)先代晶圓廠(chǎng)，因此任何政策都必須與這些公司的戰(zhàn)略目標(biāo)保持一致。其中一部分可以通過(guò)關(guān)稅和貿(mào)易行動(dòng)等懲罰性措施來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這在全球經(jīng)濟(jì)中很難持續(xù)。

最終，把重點(diǎn)放在一小部分對(duì)國(guó)家安全有真正影響的關(guān)鍵芯片上，并在必要時(shí)繼續(xù)為它們提供資金，可能會(huì)更有意義。不過(guò)，大規(guī)模將IC制造業(yè)轉(zhuǎn)移回美國(guó)似乎不太可能。