台积电的全球工厂：出走美国，只是个开始
35年前，56岁的张忠谋将在美国学习到的晶圆制造技术带回中国台湾，成立了全球首家专注于晶圆代工模式的公司台积电；35年后，91岁的张忠谋站在亚利桑那州凤凰城的台积电工厂前，宣布又将更为先进的晶圆制造技术带到了这片他出发的土地。
近日，台积电凤凰城工厂移机仪式引发全球关注。
当然，这不是台积电岛外设厂的第一站，亦不是终点。在凤凰城12英寸晶圆厂落地之前，台积电在美国华盛顿卡马斯市、新加坡、中国大陆的上海和南京、日本的熊本已建成了多座8英寸或者12英寸晶圆厂，而台积电凤凰城工厂项目落地，将会吸引更多的国家效仿美国，向台积电伸出橄榄枝。
不得不说，台积电的全球布局模式，正全面展开。
1995年：
岛外首家工厂——美国WaferTech
台积电岛外设厂的第一站就选在了美国。1995年，台积电在华盛顿州和俄勒冈州交界的卡玛斯（Camas）建立了工厂WaferTech，总投资12亿美元，计划每月将能够生产 3万片8英寸晶圆，制程从 0.35 微米的线几何形状开始，并根据需要移动到 0.25 微米。
据张忠谋表述，WaferTech是一家经过精密筹划而设立的半导体工厂，它的技术与当时的时代同步。不过，投产后，WaferTech的运营开始出现问题，他们碰到了成本、人才、文化的问题。没多久，最初的美梦变成了噩梦，以至于张忠谋花了几年的时间，才从在美国建厂的噩梦中解脱。
2000年：第二家工厂落子新加坡
台积电新加坡SSMC晶圆厂早在2000年破土动工，2001年投产。该厂由台积电、飞利浦半导体股份有限公司及新加坡经济开发投资局共同投资于新加坡设立。
依据台积电当时新闻稿，该厂初期生产制程以0.25微米及0.18微米制程为主，至2002年将再陆续导入0.15微米及0.12微米制程，满载月产能可达3万片八英寸晶圆，产品主要应用于电信、多媒体、消费性数码电子、网络和资讯科技等多种领域。
2004年：上海松江晶圆厂投入使用
台积电在中国大陆建设的第一家晶圆厂要数上海松江的8英寸晶圆厂，即台积电Fab10，总投资为8.98亿美元，其中8.42亿美元用于机器设备购置及运输安装。工厂于2004年9月份正式投入生产，产品主要是0.35或0.25微米制程的芯片，月产能可达到3.5万片。
对于彼时的张忠谋来说，把工厂开到大陆，是一件迫在眉睫的事情。因为新兴的大陆半导体市场具有巨大的潜力，而张忠谋认为，“除非能提供直接的、当地的芯片制造服务，否则很难有效地占据合理的市场份额。”
不过，来上海建厂并没有想象中顺利，原本松江8英寸晶圆厂周围还预留了空地建更多晶圆厂，但直到目前，台积电在松江都只有一座晶圆厂。
2016年：岛外首座12英寸厂落户南京
台积电在中国大陆的第二座晶圆厂没有继续落在上海，而是落在了距离上海300公里开外的南京。这也是台积电在岛外建设的第一座12英寸晶圆厂。
台积电在中国南京的工厂，图源：法新社
2016年7月7日上午，台积电南京12英寸晶圆厂暨设计服务中心在江苏省南京市江北新区开工，该项目投资建厂总额达到30亿美元；工厂主要生产 16 纳米FinFET制程芯片，为当时中国制程技术最先进的晶圆代工厂；最大月产能为 2 万片 12 英寸晶圆。
开工后20个月，2018年上半年，南京 12 英寸厂首批 16 纳米晶圆就正式量产出货，台积电南京工厂也由此创下了台积电晶圆厂中建厂速度最快、量产最快、获利最快的多项记录。
2022年：台积电熊本晶圆厂动工
今年4月21日，台积电与日本索尼（Sony）及全球第二大汽车零部件供应商日本电装（Denso）合资的12吋晶圆代工厂JASM（日本尖端半导体生产公司）在日本熊本县菊阳町开始动工，并预计2024年12月起出货。
台积电正在日本熊本县建设的半导体工厂，图源：共同社
JASM工厂预定投资86亿美元，相较此前计划的70亿美元增加了1/5，是熊本县内有史以来最大的兴建新厂投资金额；产线也在原先22/28nm制程的基础上追加了更先进的12/16nm制程，如此一来，满产后每月产能也由预计的4.5万片增加到5.5万片。
半导体专业分析师池宪念认为，新增12-16纳米生产线将会提升日本在代工领域的竞争力，保障其能够为自动驾驶汽车等各种高科技产品生产芯片。
在获得当地政府补贴方面，根据日本2021年12月通过的支持先进半导体用于日本境内生产的法案，台积电的日本熊本工厂最高可能获得日本政府半数补助。而据日经亚洲此前的报道，日本政府决定向JASM晶圆代工厂提供5000亿日元（约合人民币248亿元）的补贴，约占总投资额的40%。
据悉，台积电日本熊本厂新厂建筑面积约达7.2万平方公尺，包括厂房及办公室，紧邻索尼的影像传感器工厂。新厂预计员工规模达1700人，其中台积电将从中国台湾派出320人，3月时已派出第一批10名技术人员到当地。另外，合资的索尼将进驻200人，其余约1200人将对外招聘。
在面向客户方面，中国台湾工研院产科国际所研究总监杨瑞临认为，台积电日本设厂将供应索尼等厂商传感器，有助于台积电深入日本汽车供应链。
2022年：
台积电凤凰城工厂举行移机仪式
虽然在华盛顿折戟，但这并不妨碍台积电未来将在亚利桑那州凤凰城迎来两座12英寸晶圆厂。而这一次，张忠谋表示，他们准备好了，并且比过去准备的更充分。
据台积电在当地时间12月6日凤凰城工厂移机仪式上的发言，预计于2024年开始量产的在建中的第一期工程将生产4纳米制程技术芯片，而不是原先计划中的5纳米。
此外，亚利桑那州工厂开始兴建第二期工程，预计于2026年开始生产3纳米制程技术芯片。一二期工程加起来的投资也将提高到400亿美元，创下亚利桑那州史上最大规模的境外直接投资记录。
两期工程完工后将合计年产超过60万片晶圆，终端产品市场价值预估超过400亿美元。除了超10000名协助兴建厂房的营建人员之外，工厂两期工程预计将额外创造10000个高薪、高科技工作机会，其中4500人是直接受雇于台积电。此外，苹果CEO库克表示，苹果将成为台积电亚利桑那州晶圆厂的首批客户之一。
未来：台积电德国工厂？
据日本经济新闻12月23日消息，知情人士透露，台积电正在与主要供应商举行进一步谈判，有意在德国德勒斯登兴建首座欧洲芯片厂，此举有助于台积电满足该地区汽车行业半导体需求。消息人士表示，台积电计划明年初派一个高级别主管团队前往德国，讨论政府支持该芯片厂程度，以及当地供应链满足其需求的能力。
据悉，台积电希望在德国制造16至28纳米制程的芯片，其中包括可以为德国及欧洲提供市场急需的汽车芯片。新厂可能选址德国东部萨克森州（Sachsen）首府德累斯顿——该地拥有欧洲最大的半导体厂群，英飞凌（Infineon）、恩智浦（NXP）、格芯（Global Foundries）、博世（Bosch）等公司均在当地设厂。
今年2月，欧盟委员会制定了《欧洲芯片法案》。根据该法案，欧盟拟动用超过430亿欧元（约合人民币3015亿元）的公共和私有资金支持芯片产业。通过该政策，欧盟希望在未来十年内大幅增加欧洲在全球芯片生产中的份额，即从不到10%增加到20%，并以此为契机，摆脱“缺芯”困境。此外，德国政府也将原有的50亿欧元（约合人民币350亿元）芯片产业支持资金提升到100亿欧元（约合人民币701亿元）。
写在最后
纵观台积电的全球设厂历程，20世纪之交是一个高峰期，台积电十年时间在美国、中国大陆、新加坡分别建设了三座8英寸晶圆厂。对于当时的台积电来说，到广阔的市场去抢夺更多的商业份额可能是建厂更为直接和原始的动力。诚如张忠谋在上海建厂前所说的，“除非能提供直接的、当地的芯片制造服务，否则很难有效地占据合理的市场份额。”
时光流转，进入20世纪的第二个十年，台积电再度迎来了全球建厂的高峰期。这一次，台积电固然也有对市场的考虑，比如为了接近美国的大客户，为了深入日本的半导体供应链体系，为了满足欧洲对汽车半导体的需求，但背后笼罩的地缘政治的阴霾同样不可忽略。因此，这一次，张忠谋在凤凰城工厂移机仪式说的是，“全球化已经接近死去，自由贸易也几乎要死了”。
无论设厂的动机如何，可以明确的是，移机仪式之后，还有更多的困难等着台积电。正如张忠谋说的，“对一座半导体工厂来说，起启阶段的结束，这代表，刚刚开始建立工厂的浪漫想法已经消失无踪，刚开始的兴奋之情也消失了，只留下很多待解的困难工作在那里。”
确实如此，台积电并不是每次岛外设厂都能赚得盆满钵满，美国WaferTech工厂的教训还历历在目。各国政府的巨额补资之后，台积电还是要思考人才、成本、文化这些更为现实以及长远的问题。
- END -
本文由芯师爷原创，封面图来自路透社，内容仅供交流学习之用，如有任何疑问，敬请与我们联系info@gsi24.com。
▼ 往期精彩回顾 ▼