臺積電400億美元美國工廠

　　2022年12月，美國亞利桑那州的鳳凰城的臺積電晶圓廠裝機(jī)慶典，全球*芯片公司一把手齊聚一堂，91歲的張忠謀也前來捧場。按照規(guī)劃，亞利桑那晶圓廠將在2024年正式運營，生產(chǎn)N4制程的芯片——也就是A16和H100采用的制程。

　　裝機(jī)儀式上，臺積電還高調(diào)宣布在當(dāng)?shù)亟ǖ诙�座晶圓廠，于2026年生產(chǎn)更先進(jìn)的3nm芯片，總投資額超過400億美元。拜登激動地當(dāng)場宣告：“各位，美國制造業(yè)回來了。”

　　然而沒過多久，亞利桑那州晶圓廠就宣布推遲投產(chǎn)。今年2月，臺積電向《紐約時報》大倒苦水，直指美國工人爺爺難伺候。赴美的臺積電工程師說：“美國人在分配到多項任務(wù)時，可能會拒絕接受新任務(wù)，而不是努力完成所有任務(wù)[1]。”

　　美國工人則向《Business Insider》控訴臺積電管理混亂，罪狀包括：工地上的亞洲工人不戴安全眼鏡和手套;每天開工前花費1小時進(jìn)行安檢排隊;臺積電故意不告訴工人正確的工作信息，以歪曲亞利桑那州勞動力的技能水平等等[2]。

　　臺積電在美國的跌宕似乎并非孤例，要知道富士康當(dāng)年在威斯康星州的“世界第八大奇跡”，現(xiàn)在還沒蓋好呢。

　　美國制造，亞洲封裝

　　2016年，搭載A10芯片的iPhone 7上市，在CPU速度較前代iPhone 6提高兩倍多、內(nèi)存容量提高一倍的情況下，機(jī)身厚度控制在了7.1毫米，是歷代iPhone中第二薄的。

　　實現(xiàn)這一點，關(guān)鍵因素是臺積電提供的名為“InFO”的封裝技術(shù)。

　　何為封裝?簡單來說，芯片在生產(chǎn)完成后，晶圓會被切割成單個裸片(Die)，放置到基板上，引出管腳/引線，最后蓋上外殼——這就是傳統(tǒng)的封裝方式。

　　與之對應(yīng)，“先進(jìn)封裝”將技術(shù)的注意力放在了縮短芯片之間的通信距離，以實現(xiàn)性能提升或芯片面積/能耗的下降。在iPhone 7中，臺積電就將A10處理器與LPDDR內(nèi)存芯片整合在同一個封裝中。此后的A系列芯片都應(yīng)用了臺積電的先進(jìn)封裝方案。

　　我們平時所說的芯片(Chip)，大部分指的是完成了封裝步驟的芯片。而晶圓廠生產(chǎn)的大部分“芯片”，其實是由類似下圖中一個個裸片組成的一整塊晶圓。

　　時至今日，從A系列到特斯拉的Dojo，從AMD的MI300到英偉達(dá)的H100，先進(jìn)封裝幾乎已成為高性能芯片的標(biāo)配。每一顆H100從臺積電十八廠的N4/N5產(chǎn)線上下來，都會運往同在園區(qū)內(nèi)的先進(jìn)封測二廠，完成最關(guān)鍵的CoWoS封裝步驟。

　　而先進(jìn)封裝的普及，暴露了臺積電美國工廠面臨的一個問題：即便芯片在美國生產(chǎn)，還是得送到臺灣地區(qū)完成封裝。

　　雖然亞利桑那州長Katie Hobbs曾表示，臺積電在鳳凰城還將展開先進(jìn)封裝廠的建設(shè)計劃，但先進(jìn)封裝廠的投資本就不菲，如果本地的訂單量不夠，算下來可能會更虧。

　　今年六月，臺積電董事長劉德音就在股東大會上表示，出于成本原因，美國廠目前尚未規(guī)劃先進(jìn)封裝產(chǎn)能。但同一時間，位于臺灣竹南科學(xué)園區(qū)的臺積電封測六廠正式啟用，潔凈室面積大于臺積電其他封測廠的總和，用于進(jìn)行InFO、CoWoS等先進(jìn)封裝技術(shù)的量產(chǎn)工作[3]。

　　先進(jìn)封裝對高性能芯片的重要性，直接體現(xiàn)在臺積電的收入上。根據(jù)分析師Robert Castellano的測算，臺積電生產(chǎn)一顆H100芯片的收入“只有”不到200美元，但單顆芯片的封裝收入?yún)s超過700美元。

　　其他的先進(jìn)封裝產(chǎn)能，除了英特爾外，三星、聯(lián)電、日月光都在東亞。時至今日，臺積電依然會把*進(jìn)的晶圓廠放在臺灣地區(qū)。

　　封裝只是臺積電在美國面臨的成本問題的一個縮影。晶圓廠雖然可以拔地而起，但芯片制造能力很難在短時間內(nèi)通過補(bǔ)貼實現(xiàn)“轉(zhuǎn)移”的效果，因為它是一個包含了幾十個環(huán)節(jié)的龐大體系。

　　而這套體系的核心在東亞。

　　轉(zhuǎn)移的不只是工廠

　　芯片制造是技術(shù)和工業(yè)的高峰，但更是一個成本的游戲。

　　這也是為什么集成電路雖然誕生在美國，其生產(chǎn)制造卻在幾十年里迅速的轉(zhuǎn)向東亞，以至于全世界80%的集成電路都在亞洲生產(chǎn)。

　　韓國生產(chǎn)了全球一半的存儲器，臺積電和三星在芯片代工的市場份額將近80%，全世界*的封測廠都在中國大陸和臺灣地區(qū)。臺積電上一次去美國建工廠還是1996年的事。種種因素決定，勞動力密集、儲蓄率高、政府財政投資意愿強(qiáng)的東亞，最終成為摩爾定律的戰(zhàn)場。

　　而在這個轉(zhuǎn)移的過程中，從美國轉(zhuǎn)移到東亞的不僅僅是工廠，而是與之對應(yīng)的研發(fā)生產(chǎn)與人才輸送體系。

　　臺積電在臺灣地區(qū)建設(shè)的不僅僅有晶圓廠，還有對應(yīng)的研發(fā)中心，用來開發(fā)面向未來的2nm和1.4nm芯片生產(chǎn)技術(shù)。同時，臺積電**的市場地位也會影響人才的流動。

　　2022年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)占臺灣地區(qū)總GDP的13%，晶圓代工業(yè)務(wù)對半導(dǎo)體行業(yè)的貢獻(xiàn)則達(dá)到52%。與之對應(yīng)，臺灣地區(qū)每年有近20萬大學(xué)畢業(yè)生，50%以上都是工科學(xué)生，且以電子制造和半導(dǎo)體專業(yè)為主。

　　由于晶圓廠建設(shè)的巨大投資，臺積電甚至帶動了臺灣地區(qū)建筑行業(yè)的增長。

　　三十多年來，強(qiáng)勢的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和教育體系形成了一套雙向反饋的系統(tǒng)，應(yīng)屆生批量的流向臺積電和聯(lián)電這類芯片制造企業(yè)，為產(chǎn)業(yè)源源不斷地輸送彈藥。

　　這也是為什么半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)SemiAnalysis認(rèn)為，隨著芯片封裝技術(shù)越來越先進(jìn)，蘋果和英偉達(dá)等臺積電客戶將發(fā)現(xiàn)，將自己從亞洲解脫出來的難度越來越大。這是因為臺積電總是在臺灣地區(qū)開發(fā)最新的制造和封裝工藝，那里的成本更低，人才也更容易找到[4]。

　　也就是說，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移過程中，轉(zhuǎn)移的不僅僅是工廠和生產(chǎn)線，而是與之配套的技術(shù)創(chuàng)新體系和人才培養(yǎng)體系。在“制造業(yè)回流”這個語境里，工廠可以轉(zhuǎn)移，但人才的體系卻無法復(fù)制粘貼。

　　同屬制造業(yè)的波音是一個很典型的例子。上世紀(jì)80年代后，波音將客機(jī)生產(chǎn)向美國之外外包，由此帶來了一個深層影響：隨著產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)在美國消失，與之對應(yīng)的人才體系也出現(xiàn)塌方，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)工人的供給出現(xiàn)斷層，繼而限制了技術(shù)升級以及創(chuàng)新的可能。

　　后來為了解決交付壓力，波音不得不返聘已經(jīng)退休的機(jī)械師和檢查員，原因就是大規(guī)模的人才斷層。

　　從1979年至2011年，美國的制造業(yè)就業(yè)人數(shù)減少了40%，與工廠消失的很可能還有配套的供應(yīng)商，大學(xué)的專業(yè)和學(xué)術(shù)界的相關(guān)研究。

　　人才總會向產(chǎn)業(yè)的高地流動，如今西雅圖的美國應(yīng)屆生更愿意去亞馬遜工作，還是去23公里外的波音工廠打螺絲，不言而喻。

　　而“半導(dǎo)體制造”甚至是很多美國人沒聽說過的職業(yè)選擇。亞利桑那州鳳凰城的一位人力官員桂林·沃勒(Kweilin Waller)曾表示，“應(yīng)聘者聽到對半導(dǎo)體制造業(yè)時，常一頭霧水，不太熟悉[5]。”

　　因而，美國試圖通過補(bǔ)貼和建廠重塑芯片生產(chǎn)能力，最終也會遇到人才斷層的問題。

　　美國市值最高的公司里，只有蘋果勉強(qiáng)算制造業(yè)，但它沒有一間工廠。2012年，奧巴馬曾問喬布斯，“需要做什么，才能讓iPhone回美國生產(chǎn)?”喬布斯毫不猶豫的回答：“那些工作不會回來了。

　　計算機(jī)大國的煩惱

　　不久前，曾經(jīng)擔(dān)任臺積電研發(fā)處處長的楊光磊接受采訪，雖然討論的主題是英特爾和臺積電的競爭，但也能從一個側(cè)面反映臺積電為什么會在美國水土不服。

　　楊光磊認(rèn)為，當(dāng)前美國年輕人的就業(yè)重心都在軟件，比起半導(dǎo)體工廠，大家更愿意去微軟、Google和META工作，幾乎沒有先進(jìn)的半導(dǎo)體研發(fā)與制造人才。同時，對美國來說，半導(dǎo)體制造是個“移民型產(chǎn)業(yè)”：

　　“上世紀(jì)80~90年代的美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，都是由東方面孔的亞裔撐起一片天。如今，在這些東方面孔的人才回到亞洲后，現(xiàn)階段美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要持續(xù)發(fā)展，就變得相當(dāng)?shù)睦щy。”

　　事實也是如此，美國芯片制造產(chǎn)業(yè)的建立來自許多亞洲面孔，他們大多都有赴美求學(xué)-在美國半導(dǎo)體公司工作-回亞洲創(chuàng)業(yè)的履歷。在這個過程中，芯片制造的產(chǎn)線、研發(fā)和人才體系的中心也轉(zhuǎn)移到了東亞地區(qū)。

　　外界常常將美國視為芯片強(qiáng)國，但實際上，美國真正的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)是以軟件為代表的“計算機(jī)科學(xué)”，而不是以大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)為核心的芯片制造。兩者雖然都誕生在美國，但后者在80年代后不斷外流，而前者不僅從未“外流”到其他經(jīng)濟(jì)體，反而優(yōu)勢越來越大。

　　舉例來說，英偉達(dá)雖然是一家芯片公司，但它的強(qiáng)項在于芯片架構(gòu)和設(shè)計，以及以CUDA為代表的軟件能力，而芯片的生產(chǎn)則完全交給代工廠。

　　在這個語境下，Unix、RISC、數(shù)據(jù)庫、人工智能等計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的細(xì)分門類，幾乎都誕生在美國，并始終擁有巨大的優(yōu)勢。

　　芯片制造則是一個非常“東亞性”的產(chǎn)業(yè)，特點是24小時連軸轉(zhuǎn)的工廠，強(qiáng)調(diào)紀(jì)律和服從。在產(chǎn)線上工作時，員工處于與世隔絕的狀態(tài)，既不能用手機(jī)，也不能上外網(wǎng)。加上工作時需要穿上無塵衣，連廁所都不能隨便去。

　　一位駐場過不同晶圓廠的設(shè)備商曾向《日經(jīng)亞洲》表示，一些美國工人到臺積電位于臺灣地區(qū)的工廠接受訓(xùn)練后，會因無法承受嚴(yán)苛的軍事化管理當(dāng)場提桶跑路。

　　相比難管的美國工人，臺積電在日本的投資就順利的多。按照《南華早報》的說法：臺積電認(rèn)為，日本的工人更愿意加班，因為芯片制造機(jī)器要在無菌的潔凈室里全天候運轉(zhuǎn)。而日本的工人以工作時間長和對雇主的忠誠而聞名。

　　因而，對大部分美國科技人才來說，在半導(dǎo)體工廠之外，有太多收入更可觀的職業(yè)選擇。根據(jù)招聘平臺信息，臺積電在美雇傭工程師的平均年薪約為11.8萬美元，而美國軟件工程師的平均年薪是15.6萬美元[6]。

　　根據(jù)美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)發(fā)布的報告，到2030年，美國半導(dǎo)體行業(yè)將新增11.5萬個工作崗位，但其中58%，即6.7萬個崗位可能面臨空缺[7]。

　　對于臺積電來說，薪資待遇可以硬著頭皮漲，企業(yè)文化也有變通的空間，但生產(chǎn)的規(guī)則和人才的培養(yǎng)難以速成。

　　無論芯片制造有多少高科技的成色，但其核心依然是24小時連續(xù)運轉(zhuǎn)的工廠，以及對資本和勞動力的高強(qiáng)度消耗。晶圓廠也是廠，它意味著透支身體的加班、枯燥重復(fù)的勞動和毫無尊嚴(yán)的集體宿舍。

　　決定人才流動的最主要因素，始終是一個產(chǎn)業(yè)的盈利能力。王傳福說“以前想招清華北大人家看不上，今年招到不少”，原因還是比亞迪的車賣的越來越好。

　　“最懂芯片的人都在華爾街和陸家嘴”可能是個段子，但畢業(yè)生都想擠進(jìn)軟件大廠確是事實。臺積電在美國的問題，對我們來說并非毫無參考價值。