美国半导体大盘点，不偏科
美国半导体产业在全球范围内处于领先地位，以其技术创新和完善的产业生态系统而闻名。根据半导体行业协会（SIA）最近的一份美国半导体生态系统图，我们得以系统的观察到美国广泛而多样化的半导体生态系统。在美国42个州近500个地点中，制造、芯片设计、IP、芯片设计软件供应商、半导体材料、制造设备、大型的研发机构等等应有尽有，完全不偏科，使得整个产业链的协作更加紧密和高效。
尤为值得一提的是，美国半导体制造业的范围很大，目前，美国现有102个半导体制造设施，还有17个已宣布的新项目和10个已宣布的扩建项目。而且在整个生态系统中，美国总共有474个现有设施从事制造、设备、材料或研发，还有57个新项目和扩展项目，这一生态系统正在不断发展壮大。迄今为止，美国总计在19个州宣布了超过2100亿美元的新私人投资，以提高国内制造业能力，在美国范围内宣布的投资都在某种程度与美国的CHIPS法案有关。
美国半导体生态系统图（来源：SIA）
接下来我们就按图索骥，一窥美国半导体庞大的生态系统。
集成设备制造商 (IDM)
首先是IDM，美国的IDM厂商几乎遍布整个美国。美国IDM厂商在技术研发方面具有较强的实力，而且注重创新和研发，投入大量资金和人力资源进行技术研究和开发，保持竞争优势。此外，美国IDM厂商注重市场营销和品牌建设，能够根据市场需求进行灵活的产品调整和推广，提升市场占有率和品牌知名度。
美国的IDM厂商中模拟厂商居多，这也符合模拟芯片的特点。（英特尔也是一家IDM厂商，但是鉴于其现在重点发力IDM 2.0，所以将之放在Founry类别下）
位于美国的IDM厂商所在地一览
在众多IDM厂商，有模拟巨头德州仪器、ADI、安森美、Microchip Technology等等，还有无线连接和射频类厂商Skyworks、Qorvo、BAW RF滤波器公司Akoustis。在功率半导体领域，有SiC巨头Wolfspeed、功率半导体厂商Alpha & Omega Semiconductor。
还有各种细分领域的模拟芯片厂商，如交直流电源保护厂商EMP Shield，辐射探测器和探测器读取公司Radiation Detection Technologies，分立硅射频/微波半导体器件、单层陶瓷电容器和薄膜产品制造商Massachusetts Bay Technologies (MBT) ，无线电、微波和毫米波半导体设备和组件的厂商MACOM Technology Solutions，电路保护、电源控制和传感领域的厂商Littelfuse，电子元件厂商Diodes，pSemi（2014年被村田收购），激光器、传感器和光学器件的厂商Coherent。
在存储领域，有存储厂商美光、NAND闪存厂商Solidigm、西部数据，还有研究新型存储的厂商，Everspin Technologies主要设计、制造分立式和嵌入式磁阻 RAM (MRAM) 和自旋转移力矩 MRAM (STT-MRAM) 。
Luminar Technologies主要为自动驾驶汽车开发基于视觉的激光雷达和机器感知技术。Trusted Semiconductor Solutions 提供集成电路、FPGA、印刷电路板和 IC封装设计和制造服务。
NHanced Semiconductors是一家总部位于美国的设计和制造创新公司，其在先进封装方面的丰富经验包括 3D-IC、硅中介层、2.5D、小芯片、增材硅制造、光子学、微流体和其他创新解决方案。2022年11月，NHanced Semiconductors投资超过2.36亿美元建造和装备一个先进封装的中心。
美国的陆地上，还有欧洲的厂商英飞凌、恩智浦，韩国的三星和SK海力士，日本的铠侠（Kioxia）和瑞萨等在此有分部。
Foundry
Foundry是指在晶圆上制造半导体芯片的工厂。通常用于表示在合同基础上可供那些自己没有晶圆厂能力或希望补充自己能力的公司使用的设施。美国本土的Foundry厂主要包括英特尔、格芯、Skywater、TSI Semiconductors、X-FAB。
位于美国的Foundry所在地一览
亚利桑那州（2个）
台积电（新投资建设）：在亚利桑那州的菲尼克斯，台积电投资了两座晶圆厂，一座是计划于2024年开始生产N4工艺技术的晶圆厂，另外一座厂计划于2026年开始生产3nm工艺技术。这两个晶圆厂的总投资约为400亿美元，是亚利桑那州历史上最大的外国直接投资，也是美国历史上最大的外国直接投资之一。建成后，台积电亚利桑那州的两个晶圆厂每年将生产超过 60万片晶圆，估计最终产品价值超过400亿美元，将创造4500 个台积电直接工作岗位。
英特尔：英特尔于1979年在亚利桑那州设立办事处，并于1980年在钱德勒开始运营。英特尔亚利桑那州是英特尔的第二大基地，也是亚利桑那州钱德勒的最大雇主。自1996年以来，英特尔在亚利桑那州的制造能力投资超过200亿美元，每年在研发方面的支出超过4.5亿美元。目前在钱德勒，英特尔有IDM、Foundry、芯片设计。
其中在2021年3月23日，英特尔计划投资200亿美元在公司位于钱德勒的Ocotillo园区新建两家工厂（或“晶圆厂”），预计将创造3000多个永久性高薪高科技工作岗位。
加利福尼亚州（5个）
TSI Semiconductors位于加利福尼亚州罗斯维尔（Roseville）的晶圆代工厂于2016年开放，主要的技术节点包括0.18 微米逻辑、混合信号/模拟、高电压，晶圆尺寸为200mm。
英特尔在加利福尼亚州的佛森（Folsom）和圣克拉拉（Santa Clara）都拥有Foundry。
加利福尼亚圣克拉拉的Foundry厂还有GlobalFoundries和Vishay Intertechnology，其中Vishay 的工厂于1997年开始运营。
科罗拉多州（1个）
英特尔在科罗拉多州的科林斯堡市（Fort Collins）主要是来设计和制造高性能英特尔安腾微处理器。
佛罗里达州（1个）
SkyWater Technology在佛罗里达州基西米（Kissimmee）的Foundry厂晶圆尺寸为200mm，该工厂将启用定制的异构集成解决方案。
爱达荷州（1个）
LA Semiconductor现在运营着一家180nm纯晶圆厂，LA Semiconductor成立于2022年，是最新的美国独资、全面运营的模拟、混合信号和电源产品纯半导体代工厂。2022年12月9日，其收购了安森美位于爱达荷州波卡特洛（Pocatello）的一座晶圆厂，并与之签订长期晶圆供应协议，继续为安森美提供晶圆。目前该晶圆厂可生产0.35µm至1.5µm模拟、CMOS、BCD、高级分立和定制技术。
印第安纳州（1个）
SkyWater（新投资建设）2022年7月20日，SkyWater Technology宣布，计划通过与该州和普渡大学的动态公私伙伴关系，在印第安纳州建立一个价值18亿美元的美国半导体研发和生产设施，以寻求为美国法案提供CHIPS资金。该工厂选址位于West Lafayette，新工厂预计将创造750个直接就业机会。
纽约州（1个）
格芯（含新投资建设）：2021年7月19日，GlobalFoundries (GF) 宣布了未来几年在纽约州北部最先进的制造工厂的扩张计划。GF将投资10亿美元，立即在其现有晶圆厂内每年额外增加15万片晶圆，以帮助解决全球芯片短缺问题。之后，GF计划建造一座新工厂，使该工厂的产能翻一番，同时为该地区创造1,000多个新的直接高科技工作岗位和数千个间接工作岗位。
马萨诸塞州（1个）
英特尔在马萨诸塞州哈德逊的一家晶圆厂是1997年收购Digital Semiconductors所得。
新墨西哥州（1个）
英特尔（含新投资建设）：英特尔位于新墨西哥州桑多瓦尔（Rio Rancho）的晶圆厂于2002年开始营业，自1980年以来，英特尔已投入163亿美元资金支持其在新墨西哥州的运营。2021年5月3日，英特尔宣布投资35亿美元为该工厂配备先进半导体封装技术的制造设备，其中包括英特尔突破性的 3D 封装技术Foveros。
俄亥俄州（1个）
英特尔（新投资建设）：2022年1月21日，英特尔宣布计划初始投资超过200亿美元，在俄亥俄州建设两家新的前沿芯片工厂。2022年底开始建设，预计将于2025年投产，届时该工厂将交付采用业界最先进晶体管技术的芯片。
华盛顿州（1个）
霍尼韦尔（honeywell）：工厂位于华盛顿州雷德蒙德（Redmond），晶圆尺寸150毫米
俄勒冈州（3个）
台积电在俄勒冈州的工厂拥有25年的制造经验，此前张忠谋曾说虽然该工厂处于盈利状态，但扩张计划几乎被放弃，因为在美国制造芯片比在台湾贵50%。
Rogue Valley Microdevices 成立于2003年，总部位于俄勒冈州梅德福，是一家MEMS晶圆代工厂，专门为全球不同的客户群提供小批量到小批量 MEMS 设备制造和生产。
英特尔在俄勒冈州有七家工厂，都在华盛顿县。英特尔在俄勒冈经济中的地位举足轻重。它每年的工资总额为15亿美元，每年对俄勒冈州的经济影响约为90亿美元。英特尔的奔腾处理器就是在俄勒冈州开发的。2022年4月，英特尔庆祝了耗资30亿美元在俄勒冈州希尔斯伯勒扩建 D1X 工厂的盛大开幕。
德克萨斯州（3个）
X-FAB：工厂位于德克萨斯州拉伯克，开放时间为1977年，晶圆尺寸150毫米。
Tower Semiconductor：工厂位于德克萨斯州圣安东尼奥，开放时间为1989年，晶圆尺寸200毫米，主要生产电源，射频模拟类产品。
GlobalFoundries在得克萨斯州也有据点。
佛蒙特州（1个）
GlobalFoundries：工厂位于佛蒙特州埃塞克斯，开放时间为1997年，晶圆尺寸200毫米。
明尼苏达州（3个）
霍尼韦尔（honeywell aerospace）：霍尼韦尔绝缘体上硅 (SOI) 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 代工厂，能够构建多达1500万门的定制专用集成电路 (ASIC)。此外，霍尼韦尔构建了广泛的标准产品，包括 SRAM、MRAM、SERDES、处理器、数据转换器等。霍尼韦尔在明尼苏达州的Foundry厂分别于1965年开始运营。
Polar Semiconductor：该公司于1969年在明尼苏达州建造了第一家专用代工厂，2005年被SK集团收购，现在是三垦电气（Sanken Electric）的先进晶圆厂和工程中心。Polar Fabs为电源和传感器市场制造 IC（BCD、BiCMOS）和分立（MOS、IGBT）8 英寸硅晶圆,每月的生产能力高达 21,000 片晶圆。
SkyWater Technology：该公司在明尼苏达州的晶圆厂于1995年开始运营。2020年将明尼苏达州的晶圆厂进行了扩建，以实现额外的产能和Cu后端生产线，该厂的晶圆尺寸为200毫米设备，产能：10,000片30 ML CMOS 晶圆/月或50,000片MOSFET晶圆/月，
知识产权 (IP) 和
电子设计自动化 (EDA)
美国的IP和EDA实力自然是不容多说，Cadence、Synopsys、Ansys是美国本土的三家EDA和IP供应商。Arm在美国也有分公司。
半导体IP核主要是指预先打包并可用于许可的设计或验证单元，IP已成为创建大型复杂设备的必要条件，因为任何一家公司几乎不可能开发这些设备所需的所有模块。EDA是一个由软件、硬件和服务组成的细分市场，其共同目标是协助半导体器件或芯片的定义、规划、设计、实现、验证和后续制造。
位于美国的IP&EDA厂商所在地一览
无晶圆厂（Fabless）公司
美国本土有很多无晶圆厂（Fabless）公司，这些公司设计芯片和电路，但不生产芯片，而是将设计好的芯片交给晶圆代工厂进行生产。
美国本土的Fabless公司主要有英伟达、AMD、Marvell、IBM、Cirrus Logic、Silicon Labs、Ampere、SiFive、Lattice Semiconductor、Qualcomm、Socionext、Allegro、博通。此外，中国台湾芯片厂商联发科在美国多个州都有分部。这些无晶圆厂公司在美国本土的半导体产业中扮演着重要角色，推动了美国本土的半导体设计和创新。
位于美国的Fabless厂商所在地一览
设备
美国的半导体设备公司主要有应用材料、Lam Research、KLA，这三家是全球半导体设备的巨头，均排在全球前五之列。
应用材料（Applied Materials）：总部位于加利福尼亚州圣克拉拉，是全球最大的半导体设备供应商之一，提供包括化学气相沉积（CVD）、物理气相沉积（PVD）等多种制程设备。
Lam Research：总部位于加利福尼亚州弗里蒙特，是全球最大的化学机械抛光设备供应商之一，同时也提供包括物理气相沉积、离子注入等多种制程设备。
KLA公司：总部位于加利福尼亚州米尔皮塔斯，是一家全球领先的半导体工艺控制设备供应商，其产品涵盖光刻、检测和测量、清洗等多个领域。
除了这些广为人知的巨头，美国还有多个从事半导体设备制造生产的厂商。比如位于华盛顿州的Onto Innovation提供计量、缺陷检测、光刻和智能制造软件解决方案；位于亚利桑那州钱德勒Yield Engineering Systems主要生产热、沉积和湿法工艺设备。
美国半导体设备公司在物理气相沉积设备 PVD、检测设备、离子注入机和化学机械抛光设备CMP等半导体制造中的核心设备占有优势，在化学气相沉积CVD、刻蚀设备等也具有较强的优势。
位于美国的半导体设备制造商所在地一览
（图中还包括外国的厂商ASML、TEL、尼康）
材料
半导体材料包括数百种特种和高纯度气体、化学品、金属和基板，它们在芯片制造和设备制造过程中具有关键用途，从硅和稀土金属到氦气和光学透镜。在美国的陆地上，不仅分布着美国本土的材料提供商，还有大量的国外企业在美国扎根多年。
位于美国的半导体材料提供商所在地一览
美国的Fujifilm Electronic Materials提供高纯度化学品和材料产品组合，包括光刻胶、CMP浆料、高纯度溶剂等等。
美国马萨诸塞州的Entegris提供净化、保护和运输半导体设备制造过程中使用的关键材料的产品和系统。
Chemtrade主要提供硫和水化学品(SWC) 和电化学品，自2001年起在多伦多证券交易所 (CHE.UN)上市。
位于马萨诸塞州的Electronic Fluorocarbons是特种气体、碳氟化合物和稀有气体供应商。
Hemlock Semiconductor是美国最大且唯一的超纯多晶硅生产商。该公司成立于1961年，由康宁公司（Corning Inc.）和信越化学工业公司（Shin-Etsu Handotai）拥有，并以其工厂所在地密歇根州的赫姆洛克（Hemlock）命名。
Tosoh SMD为半导体、大面积涂层和特种市场制造和提供薄膜材料，如溅射靶材和高纯度薄膜沉积材料。该公司成立于1975年，Tosoh SMD贡献了世界上与目标冶金学对PVD薄膜工艺和性能的影响相关的许多基本理解。
位于特拉华州的杜邦材料提供用于半导体制造、封装和组装的支持材料，2022年8月，杜邦半导体宣布在特拉华州进行扩张，支持杜邦电子与工业公司 5000 万美元的设备投资和新场地的装修成本的是来自特拉华州战略基金的 65,550 美元的就业绩效补助金和 1,578,000 美元的资本支出补助金。
2022年7月，Chemtrade Logistics Income Fund 宣布与私人控股的 Kanto Group 建立合资企业，以新建高纯度硫酸工厂。合资企业KPCT Advanced Chemicals LLC将在亚利桑那州卡萨格兰德建厂，预计2024 年投产。
2023年1月，应用材料向韩国化学材料公司SKC Co.旗下的美国子公司 Absolics ，Absolics 注资4000万美元，Absolics主要生产半导体封装用的玻璃基板。
位于美国的SK Siltron CSS主要生产SiC晶圆。SK siltron css 是SK siltron的子公司，SK siltron隶属于位于韩国的SK集团。
还有日本的SUMCO、溅射靶材提供商JX Nippon Mining & Metal，法国的Air Liquide和Solvay，德国的工业气体提供商林德集团（Linde）、半导体材料提供商默克和聚合物产品提供商Wacker Chemical、有机硅、聚合物等材料提供商Wacker Chemical、超纯多晶硅Wacker Polysilicon，台湾的氢氟酸和氟化物公司Sunlit Chemical、聚丙烯提供商LCY Chemical、电子材料化学品提供商Chang Chun Group，英国的Edwards Vacuum等等。
外包组装和测试 (OSAT)
如果非说美国存在偏科的话，那么最弱的可能是在OSAT领域。在OSAT领域，美国只有2家厂商。OAST是指提供第三方半导体组装、测试和封装 (ATP) 服务的供应商。IDM 和具有内部封装操作的代工厂也可以将一定比例的封装生产外包给 OSAT。无晶圆厂公司还将他们的封装外包给 OSAT 和/或代工厂。
位于美国的OSAT厂商所在地一览
Amkor Technology总部位于美国亚利桑那州坦佩市，于1968年在韩国开展了第一家半导体业务。Amkor 在名义上结合了美国和韩国，Amkor Electronics专注于美国的销售和营销，而ANAM专注于韩国的生产和研发。
Integra Technologies是美国最大的 OSAT 服务提供商，总部位于美国堪萨斯州威奇托。
2023年2月2日，堪萨斯州批准了 Integra 的吸引强大的经济扩张 (APEX) 激励措施申请一个扩展项目，该项目将在威奇托地区创造至少 2,000 个工作岗位和 18 亿美元的资本投资，前提是获得联邦 CHIPS for America资金。
大学研发合作伙伴
除了上述的企业之外，美国还有大量的大学研发合作伙伴，如斯坦福大学、哈佛大学、加州大学、耶鲁大学、普渡大学、波士顿大学、密歇根大学、北卡罗来纳州立大学、杜克大学、罗彻斯特大学等等，这些机构在半导体技术研究和人才培养方面处于领先地位。同时，美国政府和企业也高度重视半导体技术的研发，投入大量的资金和人力，这些成为美国半导体创新源源不断的生命源泉。
美国的大学研发合作伙伴所在地一览
写在最后
通过上述的系统分析，我们对美国半导体产业的生态系统有了大概的了解，可以说，美国拥有全球最完善的半导体产业生态系统，包括研发机构、技术服务提供商、创业孵化器等，这些生态系统的完善为企业和科研机构提供了广泛的资源和支持，加速了技术创新的步伐。
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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