打造美国本土晶片:从「晶片四方联盟」到产能五五分

拜登政府时期以《晶片与科学法案》(CHIPS Act)为核心推动半导体本土化,结合台积电、三星与英特尔三大先进制程企业,构筑美国半导体复兴的三大支柱。

目前具备2奈米开发与量产能力的企业仅有少数几家。台积电在新竹、高雄与亚利桑那同步布局;三星则持续于南韩华城、平泽推进2奈米产线,并在美国德州泰勒(Taylor)设厂。韩媒报导指出,三星原计划投资440亿美元,但因业绩低迷与客户拓展不顺,一度下修资本支出。不过,随著特斯拉AI晶片订单上门,以及自研Exynos 2600处理器重启开发,三星资本支出有望回升。

英特尔则专注于亚利桑那Fab 52厂,背后有美国政府全力支持,持续强化晶片制造与代工能力,成为推动晶片自主化的核心力量。

不过,随著川普重返白宫,美国对盟友态度急转直下。拜登时期曾由美、日、韩、台组成的非正式合作机制「晶片四方联盟」(Chip 4),用以协调供应链安全与技术政策,但川普上任后政策重心转向「美国制造」,多次指责台湾「抢走美国晶片生意」。他除启动「232半导体调查」外,更以关税豁免吸引厂商赴美设厂,藉贸易杠杆强化本土产能。

美国商务部长卢特尼克开口,希望台美晶片制造五五分。合成画面。美联社
美国商务部长卢特尼克开口,希望台美晶片制造五五分。合成画面。美联社

美国商务部长卢特尼克进一步提出,希望「未来美国所需晶片能一半在美国生产、一半在台湾生产」,并设定中长期目标,将美国晶片自制率提升至40%以上。

天风国际分析师郭明𫓹指出,「五五分」说法尚未明确定义,是否涵盖成熟制程与封装仍有疑义。他认为,美国最大挑战在于上游特用化学材料长期被日本企业垄断,且多数日商不愿赴美设厂;若地缘政治导致亚洲供应链受阻,即使台积电在美建厂,也难确保材料稳定供应。

根据TrendForce报告,美系客户在台积电先进制程采用比重最高,扩大美国布局势在必行。随著美国厂区量产,预估2030年台湾先进制程产能比重将由2021年的71%降至58%,但整体台湾产能仍维持八成以上。与此同时,南韩比重将从12%降至7%,美国则从11%翻倍至22%,日本可望提升至4%,显示美国主导下的晶片制造重组已逐步成形。

日本8家企业合资成立的Rapidus,选定于北海道千岁市兴建工厂。路透社
日本8家企业合资成立的Rapidus,选定于北海道千岁市兴建工厂。路透社

日本半导体复兴:从技术自主到战略布局

曾在1980年代主导全球半导体市场的日本,因1990年代泡沫经济与美日贸易摩擦导致势力衰退,虽仍掌握材料与设备优势,但晶片制造早已凋零。近年随AI浪潮崛起与地缘政治升温,日本重新启动「半导体国家战略」,企图重返先进制程行列。

日本采取「双轨策略」推动复兴,一方面扶植本土晶圆代工厂Rapidus,一方面与台积电合作,在熊本设立两座晶圆厂。Rapidus由丰田、索尼、NTT、NEC、软银、铠侠、三菱UFJ银行与电装(DENSO)等八大企业共同出资73亿日圆,政府再挹注700亿日圆,于2022年以官民合资形式成立。

Rapidus锁定自驾与AI应用晶片,由东京威力科创(TEL)前会长东哲郎出任会长,前日立制作所高层小池淳义担任社长。今年7月,公司首次公开2奈米试制成果,确认能正常运作,并预计明年第一季提供制程设计套件(PDK)给潜在客户。

小池淳义指出,Rapidus能成功试产2奈米,关键在于迅速导入极紫外光(EUV)微影设备,仅用3个月完成EUV验证并试产GAA电晶体,象征日本重返先进制程的重要里程碑。Rapidus以2027年量产为目标,估计需约5兆日圆资金,政府已承诺补助1.7兆日圆并计划再增资1000亿日圆,但庞大缺口仍突显建构晶圆代工产业的艰巨性。

尽管业界对Rapidus进度仍持保留态度,崇越科技执行长陈德懿透露,虽有消息指日本试产成功,但距离稳定量产仍有一段距离。汉民科技副董事长许金荣则认为,Rapidus对日本而言更像研发中心,其目的在于确保技术主权与产业话语权,而非短期产能扩张。

台积电创办人张忠谋。台积电提供
台积电创办人张忠谋。台积电提供

守住半导体关键:研发根留台湾 绿电发展要跟上

台积电创办人张忠谋在2024年公司运动会上强调,台湾已成全球地缘政治「兵家必争之地」,并重申「全球化已死、自由贸易已死」,未来挑战将更严峻。

台积电董事长魏哲家多次指出,海外设厂是为分散风险与服务客户,但研发与核心技术「仍牢牢根植台湾」。他强调,台积电技术是上万名工程师长期积累的成果,非单一机密可被窃取,「现在的技术精进到一个地步,不是一个人、十个人、甚至一百个人可以偷的。」

台湾半导体产业协会(TSIA)理事长侯永清表示,海外投资面临法规与劳动制度差异,TSIA正协助会员整合资讯、提供政策建议,并推动「设备+材料」双轴策略强化供应链。他也提醒,电力与绿电供应是产业永续的关键,「现在担心的不是绿电数量,而是执行力能否如期到位。」

魏哲家则强调,环保与绿电转型是台积电核心策略,「能买的绿电我们都会买」,公司承诺2040年全面使用100%再生能源,并协助供应链伙伴一同转型。他指出,绿电不只是环保目标,更是台积电在全球布局下的竞争力。

随著AI浪潮与地缘政治推动全球半导体产业重组,美、日、韩、台四大科技民主阵营在合作与角力间寻求平衡。当2奈米时代序幕揭开,这场技术与地缘政治交织的竞局,正重新定义全球科技秩序。


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