貴30%，美國4nm芯片，是臺積電帶來的

臺積電在美國的第一個 4nm 工廠已經(jīng)開始生產了。

這座工廠在亞利桑那州，生產是最近幾周開始的。美國商務部長吉娜·雷蒙多表示，這是一個里程碑事件。雷蒙多感嘆：「在我們國家歷史上，這是第一次在本土制造領先的 4 納米芯片。」

「這是一件大事——以前從未有過，在我們的歷史上從未有過。而且很多人都說這不可能發(fā)生?！估酌啥嗾f。臺積電此前并未披露生產開始的消息。

臺積電在美國建廠的始末

眾所周知，美國雖然在芯片設計領域處于領先地位，但在芯片制造環(huán)節(jié)相對薄弱。臺積電作為全球最大的芯片代工廠商，擁有先進的制程技術和豐富的制造經(jīng)驗，邀請臺積電赴美建廠可以直接引入先進的生產技術和工藝，填補美國在高端芯片制造方面的空白，提升美國本土的芯片制造能力。

于是在 2019 年，特朗普政府開始游說臺積電在美國建造一個更大、更先進的工廠。2020 年 5 月，時任美國國務卿助理基思?克拉克宣布，臺積電同意在亞利桑那州開設一家價值 120 億美元的設施。

實際上，這個決策標志著臺積電在美國建廠正式邁出了關鍵一步。

2021 年，亞利桑那州的建廠工作正式拉開帷幕。為了確保美國新員工能夠熟練掌握先進的芯片制造技術，臺積電將約 600 名美國員工送往中國臺灣進行培訓。

此前，臺積電董事長劉德音曾表示：在美建廠，需滿足「符合經(jīng)濟效應、成本有優(yōu)勢、人員及供應鏈要完備」三要件。而臺積電「5 納米、3 納米芯片」的制造工藝將留在中國臺灣。

然而沒過多久，臺積電便宣布將在美國聯(lián)邦政府的相互理解和支持下，在美國亞利桑那州建造和運營一家先進的半導體工廠。臺積電亞利桑那州工廠將利用臺積電的 5nm 技術進行半導體晶圓制造，每月產能為 20000 個半導體晶圓，直接創(chuàng)造 1600 多個高科技專業(yè)職位，并在半導體生態(tài)系統(tǒng)中創(chuàng)造數(shù)千個間接職位。

美國廠成本暴增 30%

臺積電亞利桑那州的建廠投資花費了 120 億美元，建造的目標制程是 5nm，在 2021 年開工，2024 年計劃投產。

不過，隨著美國投資的部分再加碼，原本的 5nm 廠升級到 4nm 廠。

在 2023 年中期，臺積電宣布其在亞利桑那州的第一個設施——被稱為 Fab 21 的工廠建設延期，該設施的生產將從計劃的 2024 年推遲到 2025 年開始。2024 年 9 試生產，12 月初舉行完工典禮。

文章開頭所述的 4nm 芯片，便是這座Fab 21工廠所生產的。

臺積電的亞利桑那州 Fab 21 工廠的第一階段 P1 1A 目前已通過客戶產品驗證，有望于 2025 年中達到設計的每月 2 萬片的滿載產能；第二階段 P1 A2 則也已完成建筑建設，目前正處于設備導入階段，預計 2025 年一季度完成設備安裝工作，2025 年中開始投片。

蘋果、英偉達、AMD 等美國科技巨頭將是首批受益者。這些公司將能夠就近利用先進的 4 納米芯片技術，進一步提升其產品的競爭力。

不過，由于關稅、原材料運輸?shù)荣M用的增加，臺積電在美國生產的芯片要貴得多，預計成本增加 30％甚至更多，而這勢必會反映到產品的市售價格上。

再下一座，是 2nm

在規(guī)劃之初，臺積電美國第二座工廠與第一座工廠情況頗為相似，原本計劃采用 3nm 制程工藝。但隨著時間推移與策略調整，目前已確定該工廠將轉而聚焦于更為先進的 2nm 芯片。

據(jù)報道，臺積電向美國商務部提交的信息顯示，最早于 2028 年在美國開始生產 2nm 芯片。根據(jù) Fab 21 項目制程工藝路線安排，將引入 A16 和 N2 系列（N2、N2P 和 N2X）工藝，均屬于 2nm 制程節(jié)點，量產啟動時間比起中國臺灣的晶圓廠要晚大概三年。臺積電在 2nm 制程節(jié)點將引入 GAA 晶體管架構，可以顯著降低功耗，提高性能和晶體管密度，帶來質的改變。

臺積電目前圍繞主要圍繞新竹寶山和高雄兩地進行 2nm 工廠的建設和產能擴充。

先來看新竹寶山晶圓廠（Fab 20）：

• P1 廠，以 2nm 為主的寶山 P1 廠已開始搬入設備，2024 年下半年開始試產，2025 年二季度小量生產，月產能將逐步由 3000 片提升至逾 2 萬片。

• P2 廠，2025 年 5 月加入生產，與 P1 廠共同提升 2nm 產能。

• P3/4 廠，在 2027 年規(guī)劃進入 A14 世代，進一步推動制程技術發(fā)展。

高雄晶圓廠（Fab 22）則是包括：

• P1、P2 廠，臺積電在高雄一期園區(qū)啟動的第一期（P1）、第二期（P2）建廠，為 2nm 生產做準備。

• P3 廠，規(guī)劃在 2026 年完工，將進一步提升高雄廠區(qū)的 2nm 產能。

• P4、P5 廠，啟動環(huán)評并爭取擴大開發(fā)面積，預計在 2027 年接力完工，延續(xù)先進制程產能擴充。

臺積電已經(jīng)宣布，其在新竹寶山晶圓廠（Fab 20）成功設立了 2 納米（nm）制程技術的試產線。臺積電此次設立的 2nm 試產線計劃月產能將達到 3000 至 3500 片晶圓。值得注意的是，此次試生產的良品率高達 60%，大幅超越了臺積電內部的預期目標。

盡管目前仍處于試產階段，但這一產能規(guī)劃已經(jīng)顯示出臺積電對 2nm 制程技術的信心和決心。隨著技術的不斷成熟和產能的逐步擴大，臺積電有望在不久的將來實現(xiàn) 2nm 芯片的規(guī)模化生產，滿足市場對高性能計算芯片的迫切需求。

根據(jù)臺積電的規(guī)劃，到 2025 年底，若計入高雄晶圓廠（Fab 22）的貢獻，其 2nm 制程的總月產能將突破 5 萬片。而到了 2026 年底，這一數(shù)字有望進一步攀升至每月 12 萬至 13 萬片。

按照目前規(guī)劃推算，到 2028 年，美國的確有望迎來本土生產的 2nm 先進制程芯片。

第三座，還有可能？

2024 年 4 月，據(jù)美國政府官方聲明，臺積電已與美國商務部達成不具束縛力的初步諒解備忘錄。

臺積電方面將在亞利桑那州鳳凰城建設第三座在美晶圓廠，而美國政府方面將根據(jù)《芯片法案》向臺積電的三座工廠提供至多 66 億美元的直接資金補貼。除直接補貼外，美國政府還計劃根據(jù)初步協(xié)議為臺積電的晶圓廠建設提供約 50 億美元的貸款。

臺積電也在準備向美國財政部申請相當于認證資本支出 25% 的投資稅收抵免。臺積電方面承諾將在本十年底前建設第三座晶圓廠，進而在亞利桑那州打造一個前沿半導體集群。

臺積電在美國的整體投資將超 650 億美元，可在十年間為亞利桑那州當?shù)貏?chuàng)造 6000 個直接工作崗位和數(shù)以萬計的間接崗位，此外還有累計超 20000 個的相關建筑業(yè)崗位。

美國還計劃將 5000 萬美元的《芯片法案》資金用于當?shù)亟ㄖ桶雽w行業(yè)勞動力的培訓和發(fā)展。

赴美建廠，臺積電熱度幾何？

在半導體產業(yè)的全球棋盤上，臺積電一直是那顆舉足輕重的棋子。

近年來，臺積電宣布在美國亞利桑那州建設先進制程芯片工廠的消息，引發(fā)了業(yè)界的廣泛關注。這一舉措不僅標志著臺積電在全球布局上的重要一步，更在全球范圍內掀起了關于半導體產業(yè)未來發(fā)展的討論熱潮。

近日，中國臺灣「經(jīng)濟部部長」郭智輝稱，臺積電到美國設廠是因為美國廠商希望其去，就臺積電而言，到美設廠也可就近服務客戶。至于臺積電先進制程赴美設廠的進度是否更迫切，郭智輝稱，「雖然到美國投資設廠是接近客戶，但相信臺積電會審慎評估」。

他還說，過去中國臺灣規(guī)定制程差距二代以上才能赴海外投資，但現(xiàn)在技術差二代就差很遠，「廠商要能賺錢才行」。中國臺灣《經(jīng)濟日報》稱，外界因此解讀，「此言意味經(jīng)濟部對臺積電赴美投資是在開綠燈，完全由臺積電自行考慮」。

要知道，盡管美國政府提供了補貼和稅收優(yōu)惠等激勵措施，但臺積電在美國的建廠成本仍然高于中國臺灣本土。此外，人才短缺、勞動力競爭激烈以及關鍵技術外流也是臺積電面臨的重大挑戰(zhàn)。