外国专家：全球芯片短缺暴露美国问题

布卢明顿芯片制造商 SkyWater Technology 的总裁兼首席执行官 Tom Sonderman（桑德曼） 说。“我们每年生产数百万个芯片。”

集成电路芯片几乎是所有数字设备中的大脑。

“他们进入电话、电脑、游戏机、各种电子设备，”明尼苏达州汽车经销商协会主席斯科特兰伯特说。

战斗机、医院呼吸机和汽车都使用它们。

芯片的复杂程度千差万别，取决于它们的用途。

“当你看着智能手机时，它拥有最先进的微处理器，”桑德曼指出。“由于计算机芯片的尺寸要求，最先进的解决方案比基于汽车的解决方案成本高得多，因为我们让东西变得越来越小。”

即使尺寸很小，芯片制造也是一个复杂的过程，涉及数百人。

它们是在一个叫做“洁净室”的区域制造的，比医院的手术室更卫生。

“我们必须控制房间内的粒子数量，”曼凯托明尼苏达州立大学电气和计算机工程副教授 Puteri Megat-Hameri 解释说。“制造芯片或构建芯片需要一个非常干净的环境。你不希望芯片上沾有灰尘或颗粒，因为稍后，它会造成芯片电气功能方面的故障。”

设计人员使用计算机辅助程序在硅晶片上蚀刻微观电路层 - 很像 3D 打印机。然后，晶片被切割成单独的方形或矩形芯片。

“你可以看到这些小方块中的每一个都是一个计算机芯片，”桑德曼指着餐盘大小的晶圆上的方形轮廓说。“所以这个上面有大约 250 个计算机芯片。”

整个过程发生在芯片制造厂或晶圆厂内。

制造单个芯片可能需要六个月的时间。

但在经历了大流行一年之后，美国面临着比制造截止日期更大的问题。

“现在我们面临着直接的芯片短缺，”参议员 Amy Klobuchar (D-MN) 说。“仅在全球汽车行业，这种短缺预计将在 2021 年造成 1000 亿美元的收入。这是为什么呢？人们想买车，但他们现在买不到车。”

那么美国的芯片短缺到底有多严重呢？

明尼苏达大学教授兼供应链专家金舒克辛哈说：“情况非常严重。”

金舒克说，在大流行期间，芯片需求出人意料地飙升，当时明尼苏达州和该国其他地区的待在家里的人购买了笔记本电脑和其他电子产品。

“COVID-19 来了，突然间我们都呆在家里，将技术用于各种目的，对吧？” 他加了。

这不仅仅是在家里。

芯片短缺在肯塔基州充分体现出来，那里有数千辆准备出售的福特卡车因为没有所需的芯片而闲置。

明尼苏达州汽车经销商协会主席斯科特兰伯特表示，经销商库存已从 90 天的平均供应量下降到仅 30 天。

他说，美国汽车制造商的汽车出货量减少了 300 万到 400 万辆，这一切都是因为微型芯片组件短缺。

“每辆车都有大约十几个微芯片，”兰伯特说。“而这一切都意味着，他们的零件产量超过了 60 美分。”

专家说，短缺不是一夜之间发生的。

半导体工业协会表示，美国在全球芯片制造中的份额已从 1990 年的 37% 下降到今天的 12%。该贸易组织表示，其他政府正在投资于芯片制造激励措施，而美国则没有。

那么是哪些国家在制造它们呢？

“百分之八十以上是在亚洲制造的，”桑德曼说。“最集中的是台湾地区。还有韩国、新加坡。当然还有中国大陆。”

所有这些都可能正在发生变化。

美国参议院最近通过了一项立法，提供 520 亿美元用于资助芯片研究、设计和制造计划——这是乔·拜登总统美国就业计划的一部分。

我们问桑德曼，短缺是威胁还是机遇。

“哦，绝对的机会，”他回答道。

Sonderman 表示，如果 SkyWater 获得部分资金，该公司可以在六个月内开始制造汽车芯片，并为其 520 名员工增加 100 个工作岗位。

“通过在美国投资，然后建立制造能力，我们可以创造，坦率地说，收回我们最初拥有的东西，这是一个非常强大的半导体制造业，”他说。

在曼凯托，大学教师正在使用洁净室来帮助学生教授芯片设计的基础知识。

这比 SkyWater 的规模小得多，但 Megat-Hameri 教授希望这所学校能够帮助美国芯片产业赶上台湾、韩国、中国和其他国家。

“这对我们没有帮助，我会说，立即，”她说。“我们基本上是在为下一代做好准备，让他们能够拥有这些知识和技能来做到这一点。”

辛哈教授说，这在很大程度上并不容易。

他说，即使有政府的帮助，美国也需要两到三年的时间才能赶上海外竞争对手。

他说，晶圆厂——包括制造芯片的设备——每个可能耗资数十亿美元。

“我们还需要内部拥有设备制造商，”Sinha 说。“因此，我们努力确保半导体芯片的许多供应链基本上都在美国境内。”

筹码法案可能会在秋季某个时候提交众议院投票。

桑德曼说他乐观地认为它会过去。

半导体行业协会表示，如果该法案成为法律，它将每年创造 185,000 个工作岗位，并每年增加近 250 亿美元的晶圆厂建设。

但是那里有很多国际竞争。

专家表示，中国预计将斥资2000亿美元补贴那里的芯片产业。

欧洲国家拥有 1750 亿美元的“数字基金”。

不过，Klobuchar 表示，芯片计划——如果它在美国众议院通过——将改变游戏规则。

“这将有助于将现在在中国大陆的合同带回美国，”这位参议员说。“我们应该发明东西并向世界出口东西。这就是一切。”

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