芯片制造:美国的工业挑战与台积电的角色


2022年12月6日,美国亚利桑那州迎来了一场重量级的聚会。在场的,既有美国总统拜登,也有苹果CEO库克,英伟达CEO黄仁勋,AMD CEO苏姿丰,还有年高九旬的台积电创始人张忠谋。他们齐集一地,庆贺台积电在美投建的晶圆厂迎来了第一台机器。总统拜登甚至激动宣称:“制造业回来了!”

但这个“回来”的表述背后,透露出一个不争的事实:美国的半导体制造一度迷失了方向。从最初的霸主地位,其全球半导体制造份额从1990年的37%下降至2021年的12%。面临可能继续下滑的风险,美国正在努力找寻半导体制造的回归之路。

回溯半导体的发展历程,我们得提到德州仪器和仙童半导体等企业的创新与劳动密集型的起点。当时,制作一个简单电路需要耗费大量时间和精力,稳定性也是一个大问题。直到杰克·基尔比和罗伯特·诺伊斯相继对集成电路进行了革命性的改进,半导体制造才开始朝向自动化迈进。但与此同时,生产成本的上升迫使一些企业开始向亚洲地区转移,以降低人力资源成本。仙童半导体就是其中一个例子,他们在香港开设的工厂迅速提升了产能并降低了成本。

这种转移并未就此止步。随着日本半导体产业的崛起和DRAM市场的掌控,美国半导体制造再次面临挑战。日本依靠低廉的生产成本和美国的技术扶持,迅速赶超了美国。1980年代,DRAM市场的争夺更是直接导致了美国企业如英特尔退出市场的窘境。

美国意识到形势的严重性后,开始积极采取措施反击日本。从指控倾销到推动行业全球化,美国的一系列举措确保了半导体产业的多元分工。然而,随之而来的是产业转移带来的人才萎缩和技术壁垒的增高。

台积电在这场变革中扮演了关键角色。以代工模式为基础,台积电不涉及芯片设计,成功获得了美国客户如英伟达、苹果等巨头的青睐。它的崛起不仅解决了设计与生产隔离的限制,同时也吸引了许多新玩家的参与。美国找到了能依靠的合作伙伴,但随之而来的问题是技术壁垒与人才短缺。

即便如今台积电将晶圆厂搬迁至美国,但前景并非一片光明。亚利桑那州的厂房也遭遇了一系列开工难题。从当地工人熟练程度不足,到台积电管理混乱的传言,开工的困难和挑战不断。而真正的难题,可能不仅仅在于设备安装和调试,更在于适应高强度工作要求的技术人才的培养与吸纳。

据美国半导体行业协会的研究,到2030年美国半导体行业需求的人才将大大增加,但目前的人才培养方案似乎难以跟上这一步伐。

综上所述,美国半导体制造业的未来充满了不确定性。《芯片法案》虽传递了正能量,但是否能够真正促进产业的复兴,还有待时间的验证。而台积电的角色,在这场工业赛跑中将持续扮演着不可或缺的一环。

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