台积电美国代工厂2025年量产:先进芯片制造技术能否重塑全球半导体格局?

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2025 年,台积电的美国代工厂将会正式开始进行量产。这一工厂意味着先进芯片制造技术在美国得以实现。同时,它也是对 2022 年《芯片与科学法案》能否有助于稳定美国及其盟友的半导体产业供应链的一次检验。然而,台积电的扩张以及美国半导体自主制造的愿景,能否切实突破技术和产业链的瓶颈,对全球半导体格局进行重塑,依然是一个充满悬念的问题。

一、台积电美国厂,真的干成了

2020 年 5 月,台积电公布了一个具有历史性意义的计划。该计划是在美国亚利桑那州凤凰城投入 120 亿美元,用以建设一座先进的半导体制造厂。到了 2022 年 12 月,台积电再次宣布,将总投资提升至 400 亿美元,并且计划在同一地区建造第二座晶圆厂。2024 年 4 月,美国商务部与台积电亚利桑那公司进行了宣布。他们依据《芯片与科学法案》,打算为该项目提供资金支持,金额高达 66 亿美元。此举措旨在推动全球最先进的芯片制造能力进入美国市场。台积电有计划在这一基础上建设第三座晶圆厂。一旦第三座工厂投入使用,台积电在美国的总投资将会超过 650 亿美元。

2025 年 3 月 4 日,台积电宣布了一个消息。他们计划在美國的先進半導體製造領域增加 1000 億美元的投資。在此之前,該公司已經在亞利桑那州菲尼克斯的先進半導體製造業務上投資了 650 億美元。所以,台积电在美国的總投資預計將達到 1650 億美元。此次扩建计划包含新建三座制造厂,还包含新建两座先进封装设施,并且包含新建一个大型研发团队中心,这使得该计划成为美国历史上最大的单笔外国直接投资项目。

目前,该地区的首座晶圆厂在 2024 年第四季度开始了 N4 工艺技术的量产。其良率与台积电中国台岛本土工厂的良率相当。第二座晶圆厂将运用 N3 工艺技术,并且预计在 2028 年开始投入运营。最新宣布的第三座晶圆厂计划采用 2 纳米乃至更先进的工艺技术,预计在本十年的末尾开始量产。

从这个时间轴去看,台积电在美国的生产工艺与在中国台岛的生产工艺相比,会有大概 5 年的时间差。不过要知道,台积电在位于美国亚利桑那州的晶圆厂,会在美国政府推动本土半导体制造以及增强国家经济竞争力方面发挥重要作用。

初期台积电赴美建厂项目曾引发业界对成本、产能爬坡以及技术外溢方面的担忧。然而从当前的进展情况来看,在这一扩展的背后,台积电有着长远的考虑,这一点是很明显的,并且其长期价值也在逐渐显现出来:一方面成功打开了美国的高端制造市场,另一方面在客户信任、地缘协同以及政策支持这三个方面建立起了一种三位一体的战略护城河。

台积电在美亚利桑那州的晶圆厂,正逐渐成为全球高性能计算芯片巨头的重要生产之地。台积电位于美国亚利桑那州的那座晶圆厂,正逐步成为全球高性能计算芯片巨头进行生产的关键重镇。台积电位于美国亚利桑那州的晶圆厂,正一步步成为全球高性能计算芯片巨头生产的重要区域。

二、谁在“投奔”台积电美国厂?

苹果是一家美国高性能芯片设计巨头,它正陆续将其尖端产品导入台积电美国厂的产线。AMD 也是一家美国高性能芯片设计巨头,同样正陆续将其尖端产品导入台积电美国厂的产线。英伟达同样是一家美国高性能芯片设计巨头,也在陆续将其尖端产品导入台积电美国厂的产线。这标志着一场以“本土制造”为核心的供应链重构与地缘战略布局正在加速展开。

苹果是台积电亚利桑那厂的最大客户。2025 年初,苹果已进入台积电“美国制造”芯片的验证收尾阶段。据知情人士称,该公司对首批由台积电美国厂生产的尖端处理器芯片进行了全面测试,也进行了质量验证,预计最快在本季度启动商业量产。

苹果在 2025 年 2 月宣布了在本土制造方面的转变。未来四年,它将在美国本土投资超过 5000 亿美元。重点布局在密歇根、德克萨斯和加利福尼亚这三个地方,以扩展其研发和制造网络。该计划包含:在德州新建工厂;扩大先进制造基金;建设制造学院;大幅增加在 AI 与芯片工程领域的投入。

2025 年 4 月中旬紧随其后。AMD 与英伟达先后官宣。它们将在台积电亚利桑那晶圆厂投产自家芯片产品。

AMD 首席执行官 Lisa Su 称,公司已具备在台积电美国厂开始生产的条件。她还透露,公司的第五代 EPYC 服务器级 CPU 已经完成了投片验证,并且预计在 2026 年正式推出。这意味着 AMD 首次在美国本土制造其核心高性能处理器,彰显了其对美国制造业回归的坚定支持。

英伟达宣布,下一代 AI 芯片即 Blackwell 系列将在台积电亚利桑那工厂进行生产,并且会首次在美国本土制造自家的 AI 超级计算机。为了支撑这一计划,英伟达已经与富士康以及纬创资通在德州展开合作,投入了超过一百万平方英尺的制造空间,用于 AI 芯片以及计算平台的组装和测试。

黄仁勋着重指出:全球 AI 基础设施的引擎首次将在美国进行建造。他进一步说明,借助本土化生产这一方式,英伟达不但能够更有效地响应全球市场对于 AI 芯片呈爆炸式增长的需求,而且能够提升供应链的韧性。在未来的四年时间里,英伟达将会与台积电、富士康、纬创、安靠科技、硅品科技等多家合作伙伴一起,在美国建造总价值高达 5000 亿美元的 AI 基础设施。

苹果选择将关键产品落地美国本土生产,这是出于供应链安全的考量,也是在复杂地缘政治背景下的主动行动。AMD 也做出了同样的选择。英伟达同样如此。接下来,高通可能会选择将代工转回美国,博通可能会这样做,谷歌可能会这样做,Marvell 也可能会这样做,可能会有更多美国的巨头做出这样的选择。

三、英特尔代工:为本地化制造再添一把火

英特尔正在加速重塑其产业角色,在 2025 年 Vision 大会上,新任首席执行官陈立武(Sanjay Mehrotra)进行了主旨演讲。他在演讲中清晰地描绘了英特尔代工(Intel Foundry Services,IFS)的发展路径以及其核心战略。他强调,全球芯片制造的需求一直处于持续增长的态势。客户所寻求的,不单单是先进的制程,还包括高韧性、强弹性以及可信赖的供应链体系。在这样的背景之下,英特尔代工被推到了战略中心的位置。

陈立武指出,代工业务本质上是一种服务模式,且这种服务模式是建立在信任之上的。同时,这种信任需要通过持续的性能交付、流程透明以及客户协同来得以兑现。

英特尔当前正尝试以“系统级整合者”的身份切入全球代工市场,这与传统晶圆厂不同。它不仅着眼于制程节点的突破,还注重服务模型的差异化。陈立武表示,他每周都会与团队高层一起评估工程进展,并且深入参与技术工艺的优化,其目标是凭借强执行力把 IFS 打造成具有全球竞争力的代工平台。

他特别提及,代工客户的需求存在高度差异。他们的设计方法论不同,IP 生态各异,EDA 工具链也各有特点。他在 Cadence 的从业经历给了他丰富的第一手经验,让他意识到仅靠技术是远远不够的,IFS 必须构建一套灵活且高度适配的服务体系。“我们会依据客户使用的模型、IP 和工具,精准地对性能和良率进行优化,以实现定制化交付。”

英特尔的 18A 工艺节点对于英特尔打破台积电垄断以及重塑“技术领先者”形象而言至关重要。陈立武表示,该制程已临近首次进行外部客户流片,并且会在 2025 年下半年与“Panther Lake”平台相结合,进入大规模量产阶段。这一进程将会成为英特尔代工体系能力成熟的标志。

他指出,我们不会追求那种短期的爆发情况。我们的关注点在于构建起长期且稳定的商业模型。在未来,我们期望能够与两到三个关键客户达成深度的合作关系,因为这将会对 IFS 的技术韧性以及它在生态系统中的位置起到决定性的作用。

英特尔与台积电之间的关系正悄然改变,这更具战略意味。多家媒体披露,双方在酝酿成立一家合资公司,此公司专门负责管理英特尔位于美国本土的晶圆厂资产。消息称,这家合资公司计划让高通、英伟达、苹果等顶级芯片设计企业作为共同出资方加入进来。

台积电会在新合资公司里持有大概 20%的股权,它的出资形式主要是关键技术、工艺流程以及工程团队的支持。要是这个消息是真的,那么这一合作不但会打通双方在美国制造端的协同路径,还有可能成为全球芯片产业“融合与竞合”趋势的具有代表性的事件。

四、美国能复制“台积电模式”吗?

美国正在大力推动半导体本土化,并且吸引台积电、英特尔、三星等企业在美设厂。然而,要复制“台积电模式”所代表的那种极致效率以及高度整合的制造生态,却面临着结构性障碍。从成本方面的压力,到制造文化存在的差异,再到供应链的完整性,现实情况要比美好的愿景复杂得多。

1. 成本门槛依然高企

最直接的挑战,是成本。

台积电创始人张忠谋曾指出,在亚利桑那州建厂存在成本高以及运营压力大的情况,这使得外界对美国制造在经济上是否可行产生了担忧。然而,TechInsights 进行的最新研究得出了不同的结论:台积电的 Fab 21 在亚利桑那加工晶圆的成本,仅仅比在台岛加工的成本高出不到 10%。

该差距主要是因为初期建设成本比较高。台积电首次在海外且是全新地点建厂,并且部分工人还没有完全熟练。不过,一旦量产进入稳定状态,成本差距就会趋向于收敛。半导体制造的主要成本来源于设备,其占比超过三分之二,而这些高端设备(像是 ASML、AMAT 等厂商所提供的)在全球的价格是一样的,这样就有效地抹平了区域之间的差异。

美国工资是中国台岛的三倍,然而在高度自动化的现代晶圆厂中,劳动力仅占总成本的不到 2%,它并非是决定性的因素。

当前有另外一个额外的花费,Fab 21 生产的晶圆需要返回中国台岛进行切割、测试与封装,其中一部分会被运往中国大陆或美国用于整机装配。这一复杂的物流情况会略微增加成本。未来,台积电计划在美建设本地封装产线,以实现全流程的闭环。尽管有这些情况作为凭证,但值得注意的是,据传台积电对美国产晶圆的报价存在约 30%的溢价。

在消费电子领域,美国制造在经济方面的不可行性表现得极为明显。例如 iPhone ,美国进行制造的尝试一直都受到经济不可行性这一现实因素的约束。2025 年 4 月,美国银行证券分析师瓦姆西·莫汉在报告里表明。如果仅仅从人工成本方面来计算,当下售价为 1199 美元的 iPhone 16 Pro,它的成本会上升 25%。那么其价格有可能达到 1500 美元。根据韦德布什证券分析师丹·艾夫斯的预测,在更激进的情形下,美国制造的 iPhone 售价有可能达到 3500 美元。

这不是单纯的人力方面的问题。经估算,在美国组装一部 iPhone 的人工成本达到 200 美元,而在中国这一成本仅为其五分之一。并且,因为美国对多个关键零部件的来源国征收高额关税,当下进口一部成品 iPhone 所需的零部件要面临最高 145%的税负。

苹果公司的联合创始人乔布斯在 2011 年曾明确表示:“这些工作不会再回来了。”他所指出的内容,一方面是制造业的转移问题,另一方面更是对美国制造生态系统全面缺失这一情况的清醒认知。

2. 制造生态失衡:有工厂≠有生态

复制“台积电模式”的核心包含两个方面,一方面是盖晶圆厂,另一方面是构建完整且高度协同的制造生态系统。可是,美国当前的半导体基础设施在诸多关键环节上依然显得比较薄弱。

过去 30 年,美国本土很少有大规模的晶圆厂新建。这使得美国在关键设备方面,比如光刻机,以及材料方面,像光刻胶,还有先进封装方面,例如 CoWoS/InFO 等领域,高度依赖亚洲。尤其对日本和中国台岛地区依赖程度很深。即便台积电在亚利桑那建设先进的工厂,也依然必须依靠全球的协作,绝不是孤立自足的。

台积电的生态带动效应正在发挥作用。安靠科技(Amkor)作为台积电的封装合作伙伴,已在 2023 年底宣布将在亚利桑那州建设封装和测试工厂。并且在 2024 年进一步确认了与台积电在 CoWoS、InFO 等先进封装领域的合作。

英伟达正携手 Amkor 以及 SPIL(硅品科技)。他们将在亚利桑那州一同构建 AI 芯片封装与测试平台。此平台是为了支持其 Blackwell 超级芯片的大规模生产。这一布局对于美国构建 AI 芯片供应链有着至关重要的作用。

3. 文化冲突与工程节奏:美国难以复刻的“台式管理学”

另一个深层次问题,在于工程文化差异。

台积电能够在全球保持良率领先与成本控制优势,这离不开它的管理体系和工程师文化。台积电的管理体系高度纪律化,工程师文化强度很大。在中国台岛,工程人员接受超长工时以及高度响应的产业节奏,这已经成为行业的共识。源自中国台岛半导体产业的俚语“十万青年,十万肝”,专门指的是台积电的员工。但是,这种工作模式在美国本土可能会遭到抵触。

美国注重工作生活平衡,注重员工权益以及工会制度。在以效率驱动为根本的芯片制造领域,这可能会导致节奏出现偏差。怎样在不降低效率的情况下同时兼顾本土化运营,是台积电在美国落地时必然要面对的实际问题。

五、结语

“Made in Arizona”,美国的“造芯”战略正在逐步形成。然而,其本质实际上是由地缘政治所驱动的一种安全布局,并非是经济层面的最优选择。从短期来看,它能够创造出局部的竞争力,比如在 AI 芯片以及军用芯片等领域。但是,在大规模的商业芯片制造方面,仍然很难对台积电在中国台岛的基地的核心地位构成撼动。真正意义上的“美国造芯时代”还没有到来。它不但需要时间,还需要数十年持续不断地进行产业积累,需要政策保持稳定性,也需要对系统性生态进行重构。