台積電亞利桑那廠引進3奈米先進製程,加碼助美掐中國脖子?

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2022年11月25日 美國之音 黃麗玲

台北— 美中芯片大戰逼近割喉之際,全球晶圓製造龍頭台積電決定加碼投資美國,在其亞利桑那州的新廠引進3奈米先進製程,引發各界關注。部分觀察人士認為,台積電此舉是理性的商業決策,也符合美國備源、分散生產以強化供應鏈安全的佈局,但也有人直指其為地緣政治決定,是美國抗中佈局的一環,美國緊掐中國的脖子,使其芯片發展“窒息”的趨勢,已非常明顯。

台積電創辦人張忠謀週一(11月21日)證實,其位於亞利桑那州的美國芯片廠在完成第一階段的5奈米製程量產後,將引進更先進的3奈米製程。美國廠將於12月6日舉行“上機”儀式,預計於2024年開始量產,初期月產能達2萬片晶圓,2025年要做到每月8萬片的產能。

張忠謀說,下一階段3奈米製程的規劃已經接近完成,但他不願透露更多細節,僅坦言,在美製造芯片的成本比台灣至少高出50%。不過,亞利桑那州廠雖尚未啟用,美國手機大廠蘋果執行長庫克已經放話,要包下台積電美國廠的所有產能。

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一筆糟糕的生意?

美國電子工業雜誌《電子工程專輯》記者白逸仁(Alan Patterson)與台積電創辦人張忠謀合影照。 (照片提供: 白逸仁)
美國電子工業雜誌《電子工程專輯》記者白逸仁(Alan Patterson)與台積電創辦人張忠謀合影照。(照片提供: 白逸仁)

對於台積電的美國擴產計劃,美國電子工業雜誌《電子工程專輯》記者白逸仁(Alan Patterson)在接受美國之音採訪時表示,地緣政治的考量大於商業理性決策。

白逸仁說:“這是地緣政治背景下做的決策,我認為,台積電認知到其須結盟美國,所以,進一步在亞利桑那州引進3奈米製程。但從營收穫益的角度來看,這是一筆糟糕的生意,因為美國製造的成本比台灣高出太多,台積電的利潤將遭侵蝕。”

新冠疫情導致供應鏈斷鍊,升高各國的地緣政治和供應鏈安全思維。位於日本東京的經濟產業研究所資深研究員托爾貝克(Willem Thorbecke)以書面回覆美國之音的採訪時也說,“台積電和台灣認知到他們的安全要靠美國協防,因此,也樂於配合美國對改善供應鏈韌性的要求,將部分製造移往美國。”

前台灣科技部長陳良基。 (照片提供: 陳良基)
前台灣科技部長陳良基。(照片提供: 陳良基)

不過,前台灣科技部長張良基說,只要台積電維持N減1(N-1)的策略,僅移出前一兩代的製程到美國市場,反而有利於其商業佈局,也無損台灣的半導體實力。

張良基以電郵告訴美國之音:“維持最先進製程在台灣開發,並將前一兩代製程移往市場端,原本就是最佳的資源運用。可有效分散台灣自然資源(包括人才)的壓力,又可提升較成熟供應鏈的速度。只是剛好遇上美中的競爭地緣,才會這麼敏感。”

3奈米比5奈米先進一代,目前台積電3奈米的製程根留在南台灣的台南廠,已經開始試量產,而比3奈米更先進的2奈米廠已於新竹整地,至於最先進的1奈米廠最終選址可望落腳桃園。

台積電在美競爭力大躍進

台積電前法務長、現任職美國奈米碳管元件大廠Nantero董事會成員的瑟斯頓(Dick Thurston)也以電郵告訴美國之音,台積電在美設廠並引進3奈米製程是很關鍵的一步,關乎其未來的成功。

他說:“未來台積電的客戶將受益無窮,他們可以從美國廠取得最前沿的科技,以便快速、可靠地提供終端消費者。台積電這樣的競爭實力將是其他晶圓廠或整合元件製造商無法比擬的。”

台積電前法務長、現任職奈米碳管元件大廠Nantero董事會成員的瑟斯頓(Dick Thurston)。 (照片提供: 瑟斯頓)
台積電前法務長、現任職奈米碳管元件大廠Nantero董事會成員的瑟斯頓(Dick Thurston)。(照片提供: 瑟斯頓)

他說,台積電在台灣受限於土地和水電供給,無法快速擴產,但他有信心,台積電能將美國廠經營得很好,技術也會快速地無縫接軌,只要美國產能增加,利潤就會提高。

位於台北的中華經濟研究院WTO及RTA(世貿組織和區域貿易協議)中心資深副執行長李淳則說,台積電美國廠已完成基礎建設,未來引進3奈米的額外成本並不高,擴張實有利於提高其整體投資效益。

李淳在接受美國之音採訪時表示,美國著眼的是先進製程之供應鏈安全,因此,不會罔顧成本,一味要企業將產線大規模移往美國。

李淳說:“美國也清楚知道這個成本的差異,所以它其實是有從一種所謂安全、備源、分散生產、局部分散的角度,來尋求供應安全跟成本之間的一個平衡。所以,未來無論台積電是不是繼續地擴大技術水平,3奈米、5奈米,全球生產基地還是在台灣,只是有局部的,大概4分之一、3分之一的比重會放在美國,所以這個成本的影響當然會存在,但是相對來說就沒有那麼明顯。”

供應鏈安全和軍用超越美國成本考量

此外,他說,先進芯片關乎軍用半導體的效能,也超越美國對成本的考量。

台灣中華經濟研究院WTO及RTA中心副執行長李淳(照片提供: 李淳)
台灣中華經濟研究院WTO及RTA中心副執行長李淳(照片提供: 李淳)

李淳說:“先進製程它有很明顯的所謂軍商兩用的功能,也就是說,它不是只有在商業上使用,它未來對美國軍事所需要的半導體也有幫助。這更會符合(美國)所謂供應鏈安全的考慮了。總而言之,我想這樣一個決定對台積電投資來說,並不是意外的結果。對美國來說,也符合美國想要吸引局部的半導體回流的原始的目的,只要美國拿捏這個平衡點,可以保持在一個比較有意義的一個平衡點,不會過度偏重安全,完全罔顧了成本。我想,這樣的一個計劃還是有它可行的空間。”

台積電將產線移往美國,也引發外界對美國企圖將半導體供應鏈“去台化”的議論。但李淳說,美台在半導體發展上是互補的伙伴關係,不像30年前美日半導體大戰時的競爭關係,因此,弱化台灣的半導體地位不符合美國利益,而且,目前美國也找不到任何可以取代台灣的半導體夥伴。不過,美國從安全備源的角度,的確在解決芯片製造過度集中在台灣的供應隱憂。

至於台積電加碼站隊美國將對美中白熱化的芯片大戰帶來什麼衝擊?

位於日本東京的經濟產業研究所資深研究員托爾貝克(Willem Thorbecke) 。 (照片提供: 托爾貝克)
位於日本東京的經濟產業研究所資深研究員托爾貝克(Willem Thorbecke) 。(照片提供: 托爾貝克)

日本專家托爾貝克說,即便台積電不在美製造3奈米芯片,中國已經被美國最新的芯片禁令卡得死死的,不過,中國有決心自主發展半導體產業,也有研發人才,未來這場博弈的結果還有待觀察。

美國緊掐脖子中國芯片發展恐“窒息”?

但台灣專家李淳說,美國越來越緊掐中國半導體科技的脖子,使其芯片發展“窒息”、乃至美中先進芯片製造脫鉤的趨勢已非常明顯。

李淳說:“美國國家安全顧問沙利文(Jake Sullivan)講得非常明白。過去美國在科技的領先、半導體的領先談的是,要領先一到兩個世代或是3個世代領先。未來看起來,它要凍結中國的半導體發展。所以,現在很多美國媒體用’窒息(choking off)’這個字來形容美國最近的晶片禁令,現在看起來,這個脫鉤、或是說窒息這樣的趨勢是明顯的。”

美國最新禁令讓中國在14奈米以下的設備跟材料完全斷供。李淳說,14奈米對大廠台積電和三星已是成熟科技了,但對中國半導體龍頭,如中芯國際仍停留在28奈米製程,尚無法突破14奈米。

雖然台積電站隊美國,引進3-5奈米的先進製程,但觀察人士說,美國要重建半導體實力,拉大其與中國的落差,自己也面臨巨大挑戰。

美國重建半導體生態圈的挑戰

美國電子工業雜誌《電子工程專輯》記者白逸仁(Alan Patterson)。 (照片提供: 白逸仁)
美國電子工業雜誌《電子工程專輯》記者白逸仁(Alan Patterson)。(照片提供: 白逸仁)

白逸仁說:“美國需要建構一個完整的生態圈,才能重建其(半導體)產業。所以,你在台灣看到的所有公司都要移來美國,不是只有晶圓廠,包括從事封裝和測試等產業都需要,美國現在沒有這些產業。所以,我認為,美國試圖打造的生態圈還有很大的缺口。光蓋幾座晶圓廠,無法解決這些問題。”

他還說,美國半導體人才也嚴重短缺,很多工程師都準備退休,且後繼無人。

日本專家托爾貝克也說,蘋果前執行長喬布斯(Steve Jobs)早於2011年就向美國前總統奧巴馬抱怨,蘋果當時在中國聘僱3萬名工程師管理70萬員工,但他在美國就是找不到這麼多工程師。

他說,美國工程師短缺的問題現在更嚴重,再加上,可靠的化學原料、機械與其他元件供應商都在亞洲,都增加在美國運營晶圓廠的難度。

不過,台北專家李淳分析,台積電在美設廠後,已經帶動台灣化學大廠,如長春化學,或封裝測試大廠日月光擴大在美的佈局,再加上,美國甫通過的《芯片與科學法》也將提供超過數百億美元的補貼誘因,給包括台積電等這些支持美國的半導體產業。而且他認為,美國會在一定的成本和時間內,打造一個適度規模的生態圈,來支撐其國產芯片的量能,才最符合其利益。

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