台積電亞利桑那州12吋晶圓廠動工 缺水的荒漠之州為何有如此巨大吸引力

產業動態

台積電一年多前才宣布耗資120 億美元在美國建廠的計畫,最近台積電總裁魏哲家6月1日表示,台積電在亞利桑那州建造12 吋晶圓廠,現階段已經開工。

台積電的誠信守諾和高效率令人感佩之餘,卻也讓人疑惑為何這家晶圓代工巨頭選在荒漠上蓋5奈米晶圓廠?預計2024年開始量產,原因是台積電可以從英特爾和其他公司建立的生態系統受惠。

《日經新聞》報導,魏哲家周三在線上論壇表示,台積電亞利桑那廠動工,代表一個重要時刻,這是該公司20年來首次在美國設廠,並將成為台灣本土市場之外的少數幾個生產基地。

台積電和英特爾都在亞利桑那州蓋新廠

台積電設廠,並非個案:美國晶片巨頭英特爾在 3 月份宣布將投資200億美元在亞利桑那州建造兩座晶圓廠,進一步擴大在該州的生產規模。

那麼是什麼條件將台積電帶到亞利桑那州?公司在那裏會發現什麼好處?

台積電和英特爾建廠之際,華盛頓正在推動建立美國晶片供應鏈,以對抗中國類似的野新。目前全球晶片短缺問題正在困擾汽車製造商和電子製造商,進而升高美國建立供應鏈的緊迫性。

從表面上看,亞利桑那州是一個以大峽谷和貧瘠沙漠而聞名的州,對於需要大量水資源的半導體產業來說,亞利桑那似乎是一個奇怪的選擇。但事實證明,水資源不是最關心的問題。

每一片晶圓的水源成本只有幾美分

麥肯錫高級合夥人懷斯曼 (Bill Wiseman) 表示:「晶圓廠最重要的兩個基礎設施是電力和更多電力,然後,我才會想到水資源問題。」

「在半導體製造過程中,水從來都不是一個巨大的成本,每一片晶圓的水源成本可能只有幾美分,這不是巨大的成本,所以,水源從來都不是真正的焦點。」他補充說。

多年來,半導體製造商也學會更有效利用水源的方法。今天,英特爾每天在亞利桑那工廠回收超過900萬加侖(3400萬公升)的水源。該公司表示,到2030年,它將實現淨正用水量,意味著,返回和潔淨的水量會比消耗的水量來得更多。

相互加強的晶片公司聚落

專家說,比起水資源,更重要的是擁有一個相互加強的晶片公司聚落。

「半導體製造廠商需要一個龐大的生態系統,來獲得最佳成本位置,你不僅需要擁有一家公司或一家晶圓廠,更需要一個大型聚落,包括10或15家協力廠商,才能獲得世界一流、功能強大的半導體生態系統。」懷斯曼說。

生態系統涵蓋更新和維護晶片製造機器的設備供應商,提供製造晶片所需的化學品和其他材料的廠商。

這種生態系邏輯對台積電很有吸引力,該公司大部分製造基地都在台灣,在中國只有兩家小規模晶圓廠,在華盛頓州卡馬斯有第一家美國晶圓廠,華盛頓州鄰近英特爾的奧勒岡大型研發基地。

英特爾對亞利桑那居功厥偉

亞利桑那州已經擁有如此完整的半導體供應鏈,在很大程度上要歸功於英特爾。早在1980年,該公司就開始在亞利桑那州錢德勒Chandler的工廠生產微控制器晶片,該工廠現在是英特爾在全球最大的製造基地。

「英特爾已經在亞利桑那州投資40多年。在那段時間裡,我們已經投資超過300 億美元,在亞利桑那州開發大量製造業務。」英特爾的發言人告訴《日經新聞》。

根據亞利桑那州商務局提供的數據,亞利桑那州的晶片製造就業在美國排名第四,在半導體製造領域有超過 22,000 個直接從業人員。除了英特爾之外,領先的半導體製造商如恩智浦(NXP)、安森美半導體(ON Semiconductor)、高通、Microchip、博通和 Benchmark Electronics也在該州建立工廠。

「亞利桑那州已經存在相當多工廠,所以,如果你看看美國的晶圓廠聚落,亞利桑那州其實非常好,人口也非常多。」懷斯曼說。

亞利桑那州長為共和黨人

除了半導體公司聚落外,地緣政治也對亞利桑那州有利。

台積電一年多前決定選擇亞利桑那州,當時美國總統為川普,在共和黨政府執政期間,美中關係緊張和美中科技脫鉤的呼聲達到最高峰,因此,比起民主黨主導的華盛頓州,亞利桑那州是一個在新投資方面更具政治頭腦的州。

亞利桑那州州長杜西(Doug Ducey)是共和黨人,在最近兩次美國總統大選期間,杜西都是川普的親密盟友。

民主黨總統拜登上台後展現美國減少對中國供應鏈依賴的決心,持續短缺晶片,打擊了汽車製造商、電子製造商等,也促使拜登政府誓言重振美國國內晶片製造。

拜登在3月舉行的白宮晶片高峰會上表示,美國將「積極」投資半導體產業,並準備再次引領世界風潮。

美國晶圓廠建造成本是台灣3倍

儘管如此,台積電赴美設廠,是有需要付出代價的。晶片產業高管估計,在美國建造晶圓廠的成本至少是在台灣建造成本的2.5倍到3倍,這使得遷往美國的經濟吸引力降低,更意味著政府補助和獎勵措施會很重要。

「在過去的30到40年裡,製造業大量離開美國,以及台韓晶圓代工廠如此成功,就是因為半導體廠商在美國沒有得到經濟補助。」VLSI Research 半導體分析師哈奇森(Dan Hutcheson)直言。

哈奇森舉例說明,台灣和韓國半導體產業的成功,建立在政府的支持之上,這些政府對該產業進行大量投資,並為工廠的設立簡化法規流程。同樣地,聯邦和地方政府的支持也是帶動亞利桑那成為下一個美國晶片製造中心的關鍵。

在台積電在亞利桑那州首府鳳凰城動工興建新的晶圓廠,市政府去年年底承諾斥資 2.05 億美元,改善台積電的公共基礎設施,將包括 6100 萬美元用於修建街道和人行道、安裝路燈和進行景觀美化的項目。

據鳳凰城表示,他們計劃另外斥資3700 萬美元,用於改善供水基礎設施,1.17 億美元用於下水道和廢水處理系統。