美国芯片制造的局限性：狂砸1.4万亿也难摆脱对台依赖

原标题：美国芯片制造的局限性：狂砸1.4万亿也难摆脱对台依赖

图1 美国正大力投资本土芯片制造

科技讯 北京时间1月3日消息，美国拜登政府正在大力投资芯片制造，规模堪比冷战时期在太空竞赛上的投资。但是美国媒体指出，钱不是万能的，即便是疯狂的投资也有它的局限性，它只能在一定程度上纠正美国对中国台湾地区的依赖。

狂砸1.4万亿

2022年9月，芯片巨头英特尔在俄亥俄州哥伦布市附近的一块土地上召集了多位政府官员，该公司承诺投资至少200亿美元，建设两家生产半导体的新工厂。

一个月后，美光科技在纽约州锡拉丘兹(Syracuse)附近为一个新的制造基地举行庆祝仪式。该芯片公司预计，到2030年时将在这个基地投资200亿美元，而且最终投资规模可能会是这个数字的五倍。

到了12月，全球第一大芯片代工商台积电在凤凰城举办了一场盛大活动，宣布计划将该公司的投资增加两倍达到400亿美元，并建造第二家新工厂以生产先进芯片。

图2 拜登力推美国制造计划

这些承诺是过去18个月美国大幅扩充芯片制造计划的一部分，其规模被比作冷战时期的太空竞赛投资。这一投资热潮对全球技术领先地位和地缘政治产生了影响，正是这些硅片推动了智能手机和虚拟现实眼镜等创新计算设备的诞生。

根据行业组织半导体行业协会的数据，自2020年春季以来，全美已有超过35家公司承诺投资近2000亿美元(约合1.4万亿元人民币)用于与芯片相关的制造项目。这笔资金将被用于得克萨斯州、亚利桑那州和纽约州等16个州的23家新芯片工厂建设，9家工厂的扩建，以及为该行业提供设备和材料的公司的投资。

这一举措是拜登政府一项产业政策倡议的一个方面，该政府正在动用至少760亿美元的拨款、税收抵免和其他补贴，以鼓励国内芯片生产。它还为基础设施和清洁能源提供大量资金，可以说是自第二次世界大战以来美国对制造业的最大投资。二战期间，美国联邦政府在建造新船只、管道以及铝和橡胶制造工厂方面投入了大量资金。

“我从未见过这样的海啸(投资)。”Sematech前CEO丹尼尔·阿姆布鲁斯特(Daniel Armbrust)表示。Sematech是一家芯片财团，成立于1987年，由美国国防部和成员公司提供资金，目前已不复存在。

作用没那么大

拜登总统将刺激美国芯片生产作为其经济议程的重要部分，但他的理由不仅仅是经济利益。如今，世界上许多尖端芯片都是在中国台湾地区制造的，美国担心，一旦发生意外，其半导体供应链可能会中断，美国将处于技术劣势。

但是，芯片业高管指出，美国新的生产努力可能会纠正部分生产失衡的情况，但只能在一定程度上纠正。

新的美国芯片工厂将需要数年时间才能建成，并且在开始运营时可能无法提供行业最先进的制造技术。如果白宫没有给予企业足够的补贴，企业也可以推迟或取消这些项目。技术人才的严重短缺可能会削弱这种制造繁荣，因为复杂的工厂需要的工程师数量远远超过美国高校毕业生的数量。

图3 台积电创始人张忠谋出席凤凰城工厂仪式

塔夫茨大学弗莱彻法律与外交学院国际历史副教授克里斯·米勒(Chris Miller)称，美国芯片生产的巨额资金“不会尝试或成功实现自给自足”。他最近写了一本关于芯片行业斗争的书。

白宫官员辩称，芯片制造投资将大幅降低需要从国外购买的芯片比例，从而改善美国的经济安全。在去年12月的台积电活动上，拜登还强调了这对苹果等依赖台积电满足芯片制造需求的科技公司的潜在影响。他表示，随着越来越多的这些公司“把更多的供应链带回国内”，“这可能会改变游戏规则”。

还得依赖台湾

从20世纪50年代末开始，美国公司主导了芯片生产几十年。但随着亚洲国家和地区提供激励措施，将制造业转移到这些地区，美国在全球产能中的份额逐渐从1990年的约37%下滑至12%左右。

根据行业分析师和半导体行业协会的数据，目前，中国台湾地区占芯片总产量的22%左右，占最先进芯片生产的90%以上。

新的投资将改善美国的制造地位。根据波士顿咨询集团在2020年受半导体行业协会委托进行的一项研究，500亿美元的政府投资很可能会刺激企业支出，让美国在全球芯片生产中的份额到2030年时达到14%。

然而，这种改善不太可能消除美国在最先进芯片方面对中国台湾地区的依赖。这种先进芯片是最强大的，因为它们在每块硅片上封装了最多数量的晶体管，经常被视为技术进步的标志。

长期以来，英特尔一直引领着缩小晶体管尺寸的竞赛，目的是在芯片上容纳更多的晶体管。这种微型化的速度通常用纳米来描述，也就是十亿分之一米，更小的数字表示最尖端的生产技术。接着，台积电在近几年迅速反超并领先。

图4 苹果CEO库克

但在凤凰城工厂，台积电可能不会进口其最先进的制造技术。该公司最初宣布将在凤凰城工厂生产5纳米芯片，然后又上个月又表示，到2024年还将在那里生产4纳米芯片，并将在2026年建立第二个工厂，生产3纳米芯片。台积电没有讨论进一步技术进展。

相比之下，台积电在台湾的工厂已从2022年底开始生产3纳米芯片。国际商业战略公司CEO汉德尔·琼斯(Handel Jones)表示，到2025年时，台积电的台湾工厂可能会开始向苹果供应2纳米芯片。

“我们仍存在一种依赖性，这种依赖性没有受到任何形态或形式的影响。”硅谷芯片设计公司Synaptics CEO迈克尔·赫尔斯顿(Michael Hurlston)表示，该公司严重依赖台积电在台湾的老工厂。

缺人难题

美国半导体产业协会称，芯片制造业的繁荣预计将为工厂和供应商创造4万个新岗位。这将使美国半导体行业新增大约27.7万名员工。

但是，要填补这么多技术岗位的空缺并不容易。芯片工厂通常需要操作工厂机器的技术人员，以及电气和化学工程等领域的科学家。最近对于芯片高管进行的调查显示，人才短缺是该行业面临的最严峻挑战之一。

为了应对这一问题，英特尔计划投资1亿美元，以促进大学、社区学院和其他技术教育工作者的培训和研究。普渡大学建立了一个新的半导体实验室，设定了每年培养1000名工程师的目标，并吸引了芯片制造商天水科技(SkyWater Technology)在其印第安纳州校区附近投资18亿美元建造一座制造工厂。然而，培训可能只能到此为止，因为芯片公司正与其他急需工人的行业竞争。

由于培训工作可能需要数年才能取得成果，芯片行业高管希望让受过高等教育的外国工人更容易获得在美国工作的签证，或在获得学位后留在美国。但是，华盛顿的官员们意识到，鼓励更多移民的言论可能会招致政治攻击。

不过，美国商务部长吉娜·雷蒙多(Gina Raimondo) 11月在麻省理工学院的一次演讲中直言不讳。她说，吸引世界上最优秀的科学人才是“美国将失去的优势”。“我们不会让这种情况发生。”她表示。

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