最近在巴黎的一次峰会上,美国副总统万斯作出宣布:世界上最强大的人工智能系统将在美国开发,并使用“美国设计和制造的芯片”。这是一个宏伟目标,因为尽管美国在AI芯片设计领域领先全球,但全球芯片制造中心却早已转移到了TW。
目前,TW掌握着全球三分之二的尖端半导体产量,这让美国两党政治家都感到不安。特朗普指责台湾窃取了美国的半导体产业,并提议对外国制造的芯片征收25%关税。不过,无论特朗普采取什么措施,这种局面在他任期内都难以发生根本改变。
芯片制造表面繁荣
表面上看,美国的芯片制造业似乎正在复苏。拜登政府推出了《芯片法案》,提供500亿美元的补贴和减税方案,带动了一波投资热潮。曾经实力雄厚的美国半导体公司英特尔计划在美国四个州投资100亿美元建设芯片制造厂,即晶圆厂。韩国电子巨头三星也在德克萨斯州投资370亿美元建设半导体设施。台积电则在亚利桑那州投资650亿美元建设三个尖端晶圆厂,其中第一个已开始投产。
但仔细观察就会发现,进展并不顺利。三星已经将德克萨斯州新晶圆厂的开业时间从2024年末推迟到明年。据报道,由于难以在先进芯片生产方面与台积电竞争,该公司计划在2025年将全球芯片制造投资削减一半以上。
英特尔的处境更为困难。分析师担心该公司在推出“18A”生产工艺方面落后进度,而这项工艺本应帮助其缩小与台积电在尖端芯片制造方面的差距。目前英特尔利润在减少,债务在增加,市场上还传出可能被拆分的传言。据说无晶圆厂芯片制造商博通对英特尔的芯片设计部门表示了兴趣,而据报道特朗普已经在接触台积电,商讨可能与英特尔组建合资企业,以挽救其制造业务。
台积电产能一家独大
这使得台积电成为美国在国内生产先进芯片的关键角色。台积电的优势日益明显。研究公司SemiAnalysis预测,今年台积电的收入将增长25%,而整个行业的增长率仅为个位数。台积电的AI芯片销量预计将翻倍增长。同时,该公司每两到三年就会升级制造技术,生产更小的芯片,并不断扩大产能。台积电计划在2025年投入380亿至420亿美元的资本支出,比去年增长41%。半导体分析师克劳斯·阿什霍尔姆认为,台积电有能力“独自支撑未来两年的AI革命”。
根据目前预测,台积电的先进芯片生产在很长一段时间内都将主要留在TW。彭博情报预计,到2025年底,该公司在美国的先进产能仅占约3.5%。即使到2030年台积电的所有美国晶圆厂都投入运营,这一比例也只能达到约10%。
特朗普认为《芯片法案》是一种浪费,他更倾向于采用关税而非补贴的方式。但关税手段可能收效甚微。根据经纪公司伯恩斯坦(Bernstein)的数据,去年全球半导体销售总额为6280亿美元,其中直接出口到美国的仅有820亿美元。大多数芯片会先运往其他地方,安装在服务器机架或智能手机中后再进入美国。即使对嵌入式半导体征收关税,由于尖端芯片的客户更看重性能而非成本,他们可能愿意承担这些额外支出。
特朗普的另一个策略是与TW政府达成更广泛的协议,鼓励台积电在美国扩大生产。TW一直将半导体产业视为“硅盾”,以此确保自身安全,获得盟友的保护,因此过去要求台积电将最先进的半导体生产留在本土。今年台积电将在TW开始生产2纳米芯片,技术水平超过其在亚利桑那州生产的4纳米芯片。
最近TW政府似乎为了安抚特朗普而放松了这些限制。台积电可能会宣布增加在美国的投资,甚至可能同意特朗普的计划,协助英特尔重振旗鼓。
美国制造代价高昂
但在美国增加产能并非易事。工程公司Exyte估计,在美国建设一个晶圆厂需要38个月才能投产,是台湾时间的两倍。台积电总裁魏哲家就抱怨说,在美国建设晶圆厂“每一步都需要许可证”。
新建晶圆厂的成本也十分高昂。虽然台积电获得了《芯片法案》提供的66亿美元赠款和50亿美元贷款,但这远不够支付建厂成本。美国智库进步研究所(Institute for Progress)的布莱恩·波特指出,上世纪60年代末建造和装备一个晶圆厂的成本约合今天3000万美元,而台积电在亚利桑那州的每个新晶圆厂造价将达到约200亿美元。
此外,AI芯片还需要先进的封装技术来集成多个组件。尽管台积电计划在亚利桑那州建设先进封装工厂,但目前这类产能几乎全部集中在TW。这意味着在美国制造的AI芯片仍需运回TW进行封装。无论美国政客多么希望实现半导体自给自足,他们的AI发展目标仍然离不开TW及其芯片制造龙头企业的支持。
本文由未来学人编译,原文作者:The Economist,审校排版:从林,点击查看原文链接
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