美国芯片，真的干成了？

kingfirefly

半导体是数字经济的基础技术，从智能手机到汽车再到导弹系统，无所不包。它们发明于美国，而且大多数半导体至今仍在美国设计。但如今，它们大多在地球的另一端生产。


正如新冠疫情期间一系列芯片短缺事件所表明的那样，这的确是个问题。即便未来不会再有疫情爆发，美国依赖其他国家供应芯片也存在风险，尤其是台湾，台湾也极易遭受强烈地震的侵袭。


美国政府在两任总统的领导下，一直施压并提供激励措施，以吸引芯片制造企业回流。他们将目光投向了苹果公司等企业。 这些公司本身并不生产芯片，但却设计了最复杂的芯片——并且有影响力将至少一部分芯片制造业务带回国内。


苹果公司带我参观了合作伙伴的工厂，让我亲眼见证了美国芯片供应链的复兴。这项新兴的产业链比亚洲落后了几十年，但这毕竟是一个开始。


供应链的起点是位于德克萨斯州谢尔曼的 GlobalWafers America 公司。该公司使用纯化的硅石（北卡罗来纳州的沙子是其优质来源），将其加工成 12 英寸的晶圆，这些晶圆随后将被印上数万亿个晶体管，最终制成芯片。

这些岩石在华氏2500度的高温下熔化，在一台名为晶体拉制机的35英尺高的机器内形成完美的硅“晶体”。这些机器本质上是将硅晶体生长成重达数百磅的圆柱形锭块。


锭块用线锯切成薄片，然后经过多台机器进行抛光、测试和装箱，以便送往供应链的下一个阶段。

芯片制造厂（简称晶圆厂）内部最引人入胜的设施之一，就是那套复杂的架空运输系统，它负责将晶圆从一台机器运送到另一台机器。晶圆被放置在特制的吊舱中，沿着类似于纽约地铁的轨道系统运输，该系统设有普通线路和快线，设有站点和一个精密的调度系统。


GlobalWafers公司拥有这样的系统，不过真正复杂的系统都位于规模更大的晶圆厂内，例如台积电（TSMC）在亚利桑那州正在建设的晶圆厂。这些晶圆厂每天运送晶圆的距离相当于绕地球40圈。

下一阶段是像台积电这样的芯片代工厂。在这里，晶圆在极其精密的机器中被加工成图案，这些机器能够执行多项挑战物理极限的任务。难怪这样的机器每台造价高达4亿美元。


极紫外光刻机，顾名思义，利用激光照射熔融锡来产生极紫外光，这种光在地球上自然界并不存在。极紫外光照射到极其光滑的镜面上反射，即使将这些镜面放大到美国大小，其最大的凸起也比人类头发丝粗不了多少。在镜面中央，光线照射到类似模板的物体上，该模板上印有芯片数十亿个晶体管的图案。光线最终将数百个芯片“绘制”到以超过20倍重力加速度高速飞行的晶圆上。

台积电在亚利桑那州沙漠地区建造了一座芯片制造厂。另一座计划明年投产，第三座将于2030年投产。该公司还计划在未来建造三座新厂，以及两座“先进封装”工厂，用于将晶圆切割成单个芯片，并将其封装成连接器，使其能够在设备中运行。台积电总共为该项目购置了约2000英亩土地，该项目预计耗资1650亿美元。尽管规模庞大，但与该公司在台湾的规模相比仍相形见绌，台湾的四座工厂每月可生产超过10万片晶圆。台积电亚利桑那工厂的产能可能要十年甚至更长才能达到台湾的水平。


台积电位于亚利桑那州的工厂生产苹果公司的A16芯片，这款逻辑芯片为iPhone 15和入门级iPad提供动力。iPhone 17的A19芯片采用了更先进的技术，这种技术仅在台湾有售。英伟达的Blackwell AI芯片也由台积电亚利桑那州工厂生产。芯片需要运往亚洲进行封装。


苹果公司帮助台积电发展成为全球芯片领导者，为该公司带来了宝贵的客户承诺，使其得以建设新工厂，这些工厂主要位于台湾。像英特尔这样的美国芯片制造商也需要这些承诺来扩大其在美国本土的生产规模。

我没在这些工厂里看到很多工人。芯片制造高度自动化。美国试图将芯片制造厂迁回国内，并非为了创造大量就业机会，而是为了应对战略上的脆弱性，而这需要保持竞争力。


供应链的最后一个环节是设备组装。苹果在休斯顿富士康的一家工厂里运营着一个规模不大的AI服务器组装厂，每小时大约能组装10台AI服务器。苹果正在该厂扩大生产规模，计划将那里的一个空置仓库改造成一条组装线，用于生产Mac Mini台式电脑。与iPhone相比，Mac Mini也是苹果的一款小众产品。


供应链这一阶段的缩写是FATP，即最终组装、测试和封装（Final Assembly, Test and Pack）的缩写。工人们将各个部件组装起来，测试设备以确保一切正常，然后进行封装以便发货。


最终组装是苹果供应链中劳动密集程度最高的环节。休斯顿的组装线雇佣了数百名工人，与亚洲的组装线相比规模很小，亚洲的组装线可能有数十万工人生产iPhone。

（来源

：

编译自

WSJ

）

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美国芯片回流能成功吗？

颠颠

@元宝 兄弟，这局势你怎么看？

镜花水月

我们用了30年，利用几乎免费的人力大大拓宽了ic产业的后端规模，现在老美做的是把前端拿走的事情。别指望魔术师一直用1000美金买兔子，大致可能是因为他的抓兔子笼子还没卖完。

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英伟达，特拉斯，苹果等大企业的芯片都在美制造，以后还包括封装厂，海力斯也在美国开始建工厂，众多药企不是在美扩产就是在美建厂。

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相信中国也会有高端芯片的突破

陪着寂寞看孤单

@元宝 咱们普通消费者以后买到的美国制造芯片产品，会不会因此变得更贵？

walysj

台积电这个吃里扒外的

神隐之左手

造价呢？所以美国AI训练成本这么高都是因为半导体制造成本太高造成的？

hnn

台积电功劳大呀，把自己的家底掏空，给竞争对手培训员工，真是高