臺(tái)積電的“美國(guó)夢(mèng)”特朗普可能不想讓它做了

　　臺(tái)積電在美國(guó)亞利桑那州設(shè)立工廠，獲得《芯片法案》390億美元補(bǔ)貼中的66億美元，投資總額達(dá)650億美元。

　　02然而，臺(tái)積電美國(guó)工廠在工藝節(jié)點(diǎn)上始終落后于臺(tái)灣地區(qū)總部，至少1-2個(gè)代差，投資規(guī)劃可能有虛報(bào)。

　　03由于美國(guó)本土先進(jìn)封裝產(chǎn)能缺失，臺(tái)積電美國(guó)工廠在地理位置上接近客戶的需求并不強(qiáng)烈。

　　04盡管如此，臺(tái)積電美國(guó)工廠仍有望在2028年底成為美國(guó)最完善、最大的半導(dǎo)體制造聚落。

　　05未來，臺(tái)積電在美國(guó)的擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃將取決于特朗普任期以及其下一任政府的決策。

　　拜登政府《芯片法案》最大成果之一，即臺(tái)積電落戶亞利桑那州，人稱“美積電”。

　　“美積電”這個(gè)說法，本質(zhì)上是一個(gè)帶情緒的、不準(zhǔn)確的結(jié)論，它與中美科技競(jìng)爭(zhēng)有關(guān)，與美國(guó)控制力無關(guān)。否則，為什么臺(tái)積電總部能做2nm、1.6nm，美國(guó)工廠只能做4nm，為什么最核心的研發(fā)團(tuán)隊(duì)不搬到美國(guó)去？

　　對(duì)于臺(tái)積電在美國(guó)設(shè)廠，我們更應(yīng)該關(guān)注：為什么美國(guó)要“燒錢”給臺(tái)積電辦“戶口”？臺(tái)積電美國(guó)工廠純粹是為了“騙補(bǔ)”？進(jìn)入特朗普2.0時(shí)代的美國(guó)政府，會(huì)繼續(xù)給予臺(tái)積電以“厚愛”嗎？

　　基于臺(tái)積電目前的運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀，特朗普的科技政策，大致可推測(cè)——雙方對(duì)臺(tái)積電美國(guó)工廠，都沒有進(jìn)一步投入的意愿。也就是說，所謂“美積電”的未來，天花板已肉眼可見。

　　臺(tái)積電赴美建廠，分得《芯片法案》390億美元補(bǔ)貼當(dāng)中的66億美元，還獲得50億美元的特殊低息貸款。

　　2024年11月，經(jīng)過一系列談判及審批流程，美國(guó)商務(wù)部最終與臺(tái)積電敲定補(bǔ)貼協(xié)議，先前承諾的補(bǔ)貼，就要到賬了。

　　作為回報(bào)，臺(tái)積電承諾美國(guó)工廠總投資650億美元，分三階段完成，分別為Fab21 P1/P2/P3（即Fab21的一期、二期和三期），項(xiàng)目2022年開工，2030年左右全部建成，規(guī)劃總產(chǎn)能是90K。

　　下面這張表，詳細(xì)梳理了臺(tái)積電未來五年先進(jìn)工藝相關(guān)工廠的具體進(jìn)度——從3nm到1.4nm（A14）都有覆蓋，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)總共14座，美國(guó)亞利桑那鳳凰城總共3座。

　　亞利桑那的Fab21 P1工廠，到2024年年底已進(jìn)入風(fēng)險(xiǎn)試產(chǎn)階段，2025年一季度末正式量產(chǎn)，到第二季度可以實(shí)現(xiàn)滿載30k產(chǎn)能，目前的客戶有蘋果、英偉達(dá)、高通、AMD。

　　Fab21 P2還處于土建階段，2024年建設(shè)進(jìn)度不及預(yù)期，判斷與《芯片法案》補(bǔ)貼協(xié)議最終的簽署進(jìn)度有關(guān)。按原計(jì)劃，2025年封頂，隨后進(jìn)入潔凈室、廠務(wù)設(shè)施的安裝階段，到2026年年底開始移機(jī)試產(chǎn)，2027年第三季度開始量產(chǎn)3nm芯片。

　　對(duì)比之下，位于臺(tái)南的Fab 18B，2023年就開始量產(chǎn)3nm，美國(guó)廠落后4-5年。

　　Fab21 P3到2025年開始動(dòng)土征地，2026年土建，2027年年底封頂并進(jìn)行潔凈室和廠務(wù)設(shè)施安裝，2028年第三季度開始移機(jī)，到2028年第三季度，差不多就是美國(guó)下一次大選期間，可以舉辦移機(jī)典禮，2029年第二季度量產(chǎn)出貨2nm芯片。

　　這數(shù)據(jù)很繞，大家只需要記住一個(gè)結(jié)論：臺(tái)積電美國(guó)工廠進(jìn)展順利，但在工藝節(jié)點(diǎn)，始終落后于臺(tái)灣地區(qū)總部，至少有1-2個(gè)代差。

　　投資規(guī)劃上，按照臺(tái)灣地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)，4nm、3nm和2nm工藝對(duì)應(yīng)的每萬片晶圓（10k）投資成本約為40億美元、55億美元、75億美元。

　　以此計(jì)算，亞利桑那工廠預(yù)估的投資成本應(yīng)為510億美元，而實(shí)際投資額為650億美元超出30%，有虛報(bào)的可能，這也不難理解，投資額報(bào)的越多，可申報(bào)的補(bǔ)貼就越多。

　　還有一個(gè)原因：晶圓代工廠建設(shè)以設(shè)備為主，越先進(jìn)的工藝，設(shè)備支出占比越高。以3nm節(jié)點(diǎn)為例，設(shè)備占投資總額比例超85%，剩余多以土地、廠房和廠務(wù)設(shè)施為主，整體投資支出在15%左右，所以臺(tái)積電需要更多的補(bǔ)貼，進(jìn)而將設(shè)備投資成本拉低。

　　在稼動(dòng)率（設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間占比）100%的情況下，5/3nm節(jié)點(diǎn)設(shè)備折舊，占生產(chǎn)成本的80%，人工為5%，材料及損耗13%左右，如下表所示：

　　臺(tái)積電工廠成本對(duì)比，著色部分為亞利桑那P1-P2補(bǔ)貼后的情況，單位：美元

　　補(bǔ)貼之前，臺(tái)灣地區(qū)每片wafer的生產(chǎn)成本是9566美元，亞利桑那工廠則需要12272美元，差距近30%，補(bǔ)貼之后成本下降至10438美元，差距不到10%。

　　也就是說，只要有足夠的補(bǔ)貼，美國(guó)工廠的生產(chǎn)成本也能逼近臺(tái)灣地區(qū)的正常水平，最終影響其盈利的關(guān)鍵只有稼動(dòng)率，只要稼動(dòng)率高，能滿產(chǎn)，人工、材料這些由于在總成本中占比很小，影響都可以忽略。

　　人力需求上，由于5nm以后的先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，越來越重視無人化作業(yè)，每萬片所需人力大概500人，加上管理、銷售、財(cái)會(huì)和法務(wù)等非生產(chǎn)人員，預(yù)計(jì)在550人左右。

　　按亞利桑那Fab21 P1工廠30k的產(chǎn)能，人力大概需要1650人?？紤]到Fab 21 P1是美國(guó)總部，管理人員會(huì)增多，樂觀估計(jì)，總體人員大概在1800人左右。

　　另外，考慮美國(guó)加班文化缺失，如果要保證Fab廠24小時(shí)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)的，每萬片晶圓人力配置還需要在原基礎(chǔ)上增加20%，預(yù)計(jì)亞利桑那Fab21的三期工廠，總需要至少6000名員工。目前，中國(guó)臺(tái)灣籍員工大約占70%，但受美國(guó)工會(huì)的壓力，這個(gè)比例未來會(huì)降低到50%。

　　外派美國(guó)的主要是產(chǎn)線工程師，其任務(wù)是維持產(chǎn)線穩(wěn)定量產(chǎn)，而研發(fā)工程師——負(fù)責(zé)工藝節(jié)點(diǎn)推進(jìn)，例如從2nm、推進(jìn)到1.4nm、1nm——不會(huì)派駐美國(guó)，這些工程師才是臺(tái)積電的技術(shù)核心。

　　這些產(chǎn)線工程師到了美國(guó)，即便被其他公司挖角，也只能是幫助美國(guó)企業(yè)提升單一節(jié)點(diǎn)的良率——做3nm的工程師基本只會(huì)做3nm。

　　更關(guān)鍵點(diǎn)在于，擅長(zhǎng)單一工藝，依舊無法提升整個(gè)晶圓廠工廠的良率，要達(dá)成這一目的，上百個(gè)制造環(huán)節(jié)都挖到核心人物才有可能產(chǎn)生作用，這種體系問題，不是某幾個(gè)厲害的工程師就能搞定的。

　　客戶這里，F(xiàn)ab21以美國(guó)fabless大廠為主，像蘋果、英偉達(dá)這些硅谷巨頭貢獻(xiàn)了臺(tái)積電營(yíng)收的75%，如果從地理位置上看，確實(shí)是接近客戶了。

　　不過，美國(guó)工廠落后總部至少1個(gè)代差，F(xiàn)ab21 P1到2025年可以為蘋果代工4nm A16芯片，也可以代工英偉達(dá)4nm的RTX40XX系列或者是落后一代的Hopper系列GPU，但如果是A18、RTX50XX系列就不行了。

　　再有一點(diǎn)，美國(guó)本土先進(jìn)封裝產(chǎn)能缺失，像CoWoS、FanOut這類封裝環(huán)節(jié)，還是要在中國(guó)臺(tái)灣進(jìn)行，好在先進(jìn)芯片體積小，單價(jià)極高，即便空運(yùn)，運(yùn)輸費(fèi)用可以忽略不計(jì)。所以，晶圓代工對(duì)于地理位置上接近客戶，基本沒有強(qiáng)需求。

　　相較之下，規(guī)模小的Fabless，尤其是一些初創(chuàng)公司，對(duì)成本控制要求高，會(huì)對(duì)地理位置有一定的需求。另外，隨著DTCO(設(shè)計(jì)與技術(shù)協(xié)同優(yōu)化)重要性的提升，率先與客戶綁定將能建立更基穩(wěn)固的關(guān)系，這才是比較合理的接近客戶的理由——臺(tái)積電官方公布過數(shù)據(jù)：相較于10nm工藝，DTCO讓7nm工藝邏輯密度增加超過1.6倍，速度增快約20%，功耗降低約40%。

　　所以，從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來看，與這些代表硅谷未來走向的初創(chuàng)企業(yè)就建立關(guān)系，并提供更實(shí)時(shí)、高效的服務(wù)，對(duì)臺(tái)積電遠(yuǎn)期業(yè)績(jī)無疑是有很大的幫助，英偉達(dá)如何與臺(tái)積電共生，并做大做強(qiáng)就是最直觀的例子，這也算是臺(tái)積電布局美國(guó)市場(chǎng)的一步好棋。

　　簡(jiǎn)單總結(jié)一下：臺(tái)積電美國(guó)工廠的歷史價(jià)值——1）為包括蘋果、英偉達(dá)等客戶生產(chǎn)落后一到兩代的芯片，為有競(jìng)爭(zhēng)力的初創(chuàng)客戶提供就近的流片服務(wù)，提升各種新型態(tài)芯片的流片成功率。2）臺(tái)灣地區(qū)的新工廠，累計(jì)產(chǎn)能基本都在400k左右，而美國(guó)工廠累計(jì)產(chǎn)能只有90k，因此只作為臺(tái)積電整體產(chǎn)能的補(bǔ)充，對(duì)《芯片法案》補(bǔ)貼有所交代即可。

　　臺(tái)積電來了，配套的供應(yīng)鏈也得跟隨落地，目前亞利桑那的供應(yīng)鏈已經(jīng)逐漸成型。

　　前期建廠供應(yīng)商，包括負(fù)責(zé)機(jī)電整合的漢唐集成、負(fù)責(zé)潔凈室的亞翔等等，目前均在當(dāng)?shù)爻闪⒆庸?、辦事處，承接臺(tái)積電亞利桑那Fab21的工程建設(shè)及當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈建設(shè)。

　　供應(yīng)鏈方面，芯片生產(chǎn)所需的原材料按比重劃分，大致包括：硅片(31%)，電子特氣(14%)，掩膜版/光罩(13%)，光刻膠及各類配套試劑(11%)，CMP拋光液/墊(7%)，濕學(xué)品(5%)，靶材(3%)。

　　其中，硅片因?yàn)閱蝺r(jià)高、體積小，對(duì)運(yùn)輸成本不敏感，長(zhǎng)期以來由日本、韓國(guó)和中國(guó)（臺(tái)灣地區(qū)）等產(chǎn)地直接供貨給全球，所以硅片制造廠對(duì)于在美國(guó)就近生產(chǎn)一直缺乏興趣。

　　從政府和產(chǎn)業(yè)層面來看，由于硅片在材料中占比最高，要建立完整的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈體系，必須補(bǔ)貼硅片。

　　根據(jù)公開信息，環(huán)球晶圓拿到《芯片法案》中的4億美元補(bǔ)貼，預(yù)計(jì)興建兩座12寸硅片廠，其中第一座工廠已于2022年動(dòng)工，將于2025年上半正式量產(chǎn)出貨，未來主要供應(yīng)給臺(tái)積電美國(guó)工廠、英特爾、格羅方德等，而第二座工廠的進(jìn)度目前未明確，主要取決于未來美國(guó)本土晶圓廠的需求以及關(guān)稅政策變動(dòng)——關(guān)稅以產(chǎn)品價(jià)值計(jì)算，對(duì)硅片生產(chǎn)的影響很大，本地生產(chǎn)就近供貨則是次要。

　　原材料占比第二的品類是電子特氣，但美國(guó)資源豐富，電力充沛，費(fèi)用也不算高，全球四大氣體供貨商美國(guó)就有AP與普萊克斯兩家， AP一直是臺(tái)積電的最大氣體供貨商，在美國(guó)本土則更加如魚得水，所以這個(gè)領(lǐng)域?qū)儆诿绹?guó)企業(yè)的強(qiáng)項(xiàng)，無需過多補(bǔ)貼支持。

　　原材料占比第三品類是掩膜版。以EUV工藝為例，其掩膜版制造技術(shù)門檻極高，也是一個(gè)關(guān)鍵的know how，從7nm工藝開始，臺(tái)積電都是100%自制掩膜版，但目前沒有在美國(guó)建掩膜版工廠的規(guī)劃——首先是技術(shù)敏感，在美國(guó)制造可能會(huì)導(dǎo)致技術(shù)人員外流，其次價(jià)格是硅片的上百倍，對(duì)運(yùn)輸成本更不敏感，一般2天內(nèi)就可空運(yùn)到達(dá)。

　　再說說光刻膠（前段），東京應(yīng)化、JSR、信越分列全球前三，第四為美國(guó)杜邦，這四家企業(yè)占了全球80%以上份額，EUV光刻膠日本更是100%的壟斷，其中以東京應(yīng)化以及JSR為主，是日本拿捏全球半導(dǎo)體的利器，前幾年日本制裁韓國(guó)半導(dǎo)體，光刻膠就是韓國(guó)最大的痛點(diǎn)，所以日本廠家不可能在海外建廠，讓其技術(shù)有外流的可能，而光刻膠以公升計(jì)價(jià)，單價(jià)非常高，運(yùn)輸成本也可以忽略不計(jì)。

　　類似高單價(jià)的還有前驅(qū)體與靶材，這些更是以公克為計(jì)價(jià)單位，制造商也遍布全球。

　　整體來看，只有環(huán)球晶圓因?yàn)樾酒ò负完P(guān)稅考慮去美國(guó)建廠，其余大部分原材料因體積小、單價(jià)高，對(duì)于運(yùn)輸成本不敏感，無在美本土化生產(chǎn)的必要。

　　不過各種濕化學(xué)品如顯影液等酸堿及有機(jī)溶劑、清洗溶劑，其特點(diǎn)是量大、價(jià)格低，以噸來計(jì)價(jià)，長(zhǎng)途運(yùn)輸成本可能比價(jià)格還高，必須就近生產(chǎn)供應(yīng)。

　　未來，隨著臺(tái)積電在亞利桑那的三座工廠的逐步量產(chǎn)，再加上英特爾也同樣在亞利桑那有工廠，屆時(shí)亞利桑那將成為以圍繞臺(tái)積電Fab21為中心的美國(guó)的半導(dǎo)體制造重鎮(zhèn)。

　　用水和用電方面，F(xiàn)ab 21每日用電量約2.85GWh，相當(dāng)于10萬戶美國(guó)家庭用電。每日預(yù)計(jì)1.8萬噸的用水量，但利用再生水項(xiàng)目，可以實(shí)現(xiàn)80%的水循環(huán)使用，日耗水量減少到0.38萬噸，這是臺(tái)積電能在亞利桑那這種沙漠地區(qū)落戶的關(guān)鍵技術(shù)。

　　在《芯片法案》護(hù)航下，臺(tái)積電于美國(guó)亞利桑那落戶的進(jìn)度都在按計(jì)劃進(jìn)行，隨著政府換屆，不確定性在于特朗普2.0時(shí)代，這片土地是怎樣的光景？

　　一般來說，商業(yè)公司有錢掙才會(huì)持續(xù)投入，亞利桑那的Fab 21總共90k的產(chǎn)能，只占臺(tái)積電規(guī)劃總產(chǎn)能的很小一部分，兼顧服務(wù)老客戶的次頂級(jí)芯片代工、潛力初創(chuàng)客戶的流片，產(chǎn)能可以輕松排滿，其獲得補(bǔ)貼之后的盈利能力，可以接近臺(tái)灣地區(qū)的85%-90%，等五年折舊期過后，毛利率也可以接近70%左右，與臺(tái)灣地區(qū)相當(dāng)。

　　也就是說，只要臺(tái)積電給美國(guó)的亞利桑那工廠做好排產(chǎn)，在產(chǎn)能滿載、高稼動(dòng)率的前提下，盈利是可以做好的，也就不應(yīng)該被看衰。

　　按行業(yè)慣例，供應(yīng)鏈配套落地的前提是晶圓廠具備60k以上的產(chǎn)能，如果產(chǎn)能規(guī)劃不足，那供應(yīng)鏈情愿異地生產(chǎn)采取運(yùn)輸?shù)姆绞焦┴?，F(xiàn)ab21三座工廠總規(guī)劃產(chǎn)能90k，剛好是讓供應(yīng)商愿意一起配套落地，且有利可圖的水平。

　　按現(xiàn)有規(guī)劃，如果不出意外，到2028年底，在特朗普任期的尾聲，臺(tái)積電大概率會(huì)將鳳凰城打造成美國(guó)最完善、最大的半導(dǎo)體制造聚落。對(duì)臺(tái)積電來說，擁有了美國(guó)本土產(chǎn)能，一定程度上也可以對(duì)沖關(guān)稅的影響。

　　至于2029年三座工廠全部完工后，臺(tái)積電還會(huì)不會(huì)繼續(xù)擴(kuò)建，取決于特朗普任期，以及特朗普的下一任，決定講什么樣的故事，會(huì)不會(huì)進(jìn)一步提供補(bǔ)貼。如果沒有補(bǔ)貼，美國(guó)亞利桑那工廠的盈利水平預(yù)估只有臺(tái)灣地區(qū)的70%，這將嚴(yán)重拉低整體毛利率，導(dǎo)致股價(jià)下跌，這是臺(tái)積電不能接受的。

　　以2nm節(jié)點(diǎn)為例，臺(tái)積電在全球規(guī)劃的產(chǎn)能是170k，其中臺(tái)灣地區(qū)140k，美國(guó)亞利桑那為30k，但隨著先進(jìn)封裝技術(shù)進(jìn)一步突破，到1.4nm時(shí)，只需要150k產(chǎn)能，再到1nm時(shí)只需要130k產(chǎn)能，那么臺(tái)灣地區(qū)的產(chǎn)能就足以覆蓋全球市場(chǎng)的需求，也就沒有了在美國(guó)擴(kuò)產(chǎn)的必要。

　　站在美國(guó)的角度，當(dāng)亞利桑那成為半導(dǎo)體重鎮(zhèn)，美國(guó)獨(dú)立自主生產(chǎn)先進(jìn)芯片的鏈條閉環(huán)，也沒有進(jìn)一步提供補(bǔ)貼的必要性。

　　臺(tái)積電、美國(guó)政府，雙方都沒有進(jìn)一步擴(kuò)大投入的理由，所以說大家口中的“美積電”，未來基本是可預(yù)見的。

　　我們也可以大膽假設(shè)一下，2028年之后，除了臺(tái)積電完成美國(guó)落戶外，英特爾很有可能轉(zhuǎn)變成一家fabless企業(yè)，大量下單給臺(tái)積電，原有的工廠則由格羅方德接手，或者由財(cái)團(tuán)私有化，但不論如何演變，這些美國(guó)本土公司在先進(jìn)工藝上，依舊無法和臺(tái)積電抗衡——半導(dǎo)體是一個(gè)技術(shù)導(dǎo)向的產(chǎn)業(yè)，技術(shù)決定一切，客戶必須要采購(gòu)最先進(jìn)的芯片才能維持其市占率，否則就會(huì)失去市場(chǎng)。

　　之前也有不少討論，說英特爾是美國(guó)芯片制造的代表，它不能死，其實(shí)英特爾的死活并沒有那么重要，美國(guó)要的只是在本土具備先進(jìn)芯片制造自主能力，至于這個(gè)能力是不是來自英特爾，不起決定性作用，何況英特爾還不具備這種能力——半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一直保持著新陳代謝節(jié)奏，再過5年，英特爾現(xiàn)在那些也不太先進(jìn)的產(chǎn)能將會(huì)更加落后。

　　至于這種演變對(duì)我們大陸的產(chǎn)業(yè)有什么影響，在科技競(jìng)爭(zhēng)持續(xù)的背景下，大概率是我們另辟蹊徑，點(diǎn)亮新的科技樹，走一條材料、設(shè)備、生產(chǎn)的純自主之路。Kaiyun網(wǎng)站Kaiyun網(wǎng)站