12月6日，台积电宣布将在美国亚利桑那的投资增加至400亿美元。美国总统拜登出席了首批机台设备到厂典礼，并表示“美国制造回来了”。
一家台湾半导体企业，为了帮助重振美国制造业，不远万里，来到美国，这是什么精神？引进一个台积电，就能重振美国制造业了吗？
集微网汇聚了来自中国大陆、台湾、美国等各方半导体专业人士的意见，发现拜登政府前方百计胁迫来的台积电，无法成为美国芯片制造的灵丹妙药。
在白宫胡萝卜加大棒的胁迫下，台积电在2020年5月承认将在亚利桑那投资120亿美元，新建月产能2万片的5nM芯片制造基地。日前台积电改口，原定新厂第一阶段采用的5nM制程推进至4nM，第二座工厂则导入当下最先进的3nM制程，建成后每月总产能达到5万片。
拜登在现场演讲中指出，这项亚利桑那州历史上最大规模的海外投资“有望成为（半导体产业的）游戏规则改变者”，并将这笔投资归功于他力主推动的《芯片法案》的成效。
显而易见，这笔巨额投资背后，拜登政府、台积电双方都有着自己的“小九九”。
对于拜登，通过在亚利桑那州对这项投资的大肆宣传，该州已从长期受共和党主导的重要票仓，转变为摇摆州。与此类似的，近期SK海力士、LG、现代汽车等海外企业相继宣布在美国的诸多百亿美元规模投资，也将成为其2024年获得连任的重要筹码。
对于台积电，与美国建立更深层次的关系对其具有政治意义，还可以与苹果和英伟达公司等美国客户更好地合作开发新产品。近期该公司还多次向拜登政府诉苦，表达在美建厂在成本、人力、政府监管等方面的挑战，以更好地争取美国芯片制造补贴。
考虑到400亿美元投资将分布未来几年内，规模并没有那么大，这只是台积电同期整体资本支出预算的一小部分。据摩根大通估计，从2022年到2024年，台积电的资本支出预计将超过1000亿美元。当然，台积电也不会把最先进制程放在美国。台积电在岛外，包括美国的产线都将继续遵循“N-1”的原则，计划于2026年投产的3nM产线，也将比台湾本土使用的最先进工艺落后一到两代。
因此，在宣布加码美国投资力度的同时，台积电在台先进制程建厂同步传来好消息，中科台中园区二期扩建计划共规划两期、四座晶圆厂，明年动工，总投资金额上看1兆元新台币，最快2024年底前第一座2nM工厂投产。更先进的1nM厂区用地方面，竹科龙潭园区三期扩建先导计划已于11月中旬呈报国科会转“行政院”，进度正常。台积电虽然尚未公布1nM量产时间表，但业界认为，以各大厂目前3／2nM量产进程与产业发展来看，最快可能在2027年试产、2028年量产。
北京半导体行业协会副秘书长朱晶分析，虽然成本高昂，但台积电最终选择到美国建厂的原因，第一是从客户的角度出发，美国大客户集中，其先进工艺肯定是以客户为中心的战略布局。第二是从企业的角度出发，台湾无论是在水、电资源，产业链等方面都很难承载未来的台积电，去美国可以和先进的技术，还有更丰富的产业链资源结合得更紧密。
“3nM以下对先进工艺技术研发的要求已经不局限在制造端，还要协同设计，封装，材料，设备，台积电未来向更前沿的领域奔跑，在先进技术研发等方面要大大依赖美国的创新资源。要想保持长期引领，美国是现在这个阶段唯一可选的地方了。”朱晶表示，“先进工艺耗钱、耗能源，并且极度依赖客户，这方面美国有优势。另外，美国的客户们也是依赖终端市场的，而中国在终端上的话语权未来会很大，但现在和美国不相上下。”
她猜测未来台积电布局，台湾本土会以先进工艺的中试和小规模量产为主，以及先进封装，成熟工艺的大规模量产；美国则成为先进工艺的大规模量产重心地区；其他地区以成熟工艺为主。这个布局可能是美国和台积电都希望看到的，但肯定会面临很多障碍。
人才短缺是美国重振半导体制造的首要挑战之一。
业内专家王为告诉集微网，一座12英寸晶圆厂大约需要1000~1500名员工。台积电近期派往美国的都是生产单位如制程、设备工程师，约在500~600人左右，多数为一线作业员。
“这几年台积电扩张很快，工程师根本来不及补充，很多是从老厂转调、老人带新人工程师抱怨人手不足的窘境频传。”王为说。
一位台籍工程师对集微网表示，半导体工厂的生产工作实属无聊、枯燥、压力大、时间紧迫、工作时间又长，西方人会愿意吗？“若不愿牺牲生活质量，全心投入工作，很难获得高良率及高产出。那些在黄光室都敢偷吃三明治的美国工程师，是不可能生产出先进工艺的芯片的，更不用说各国都缺乏台湾这种既优秀又愿意爆肝，可以24小时接受传呼，立即‘抛家弃子’返回工厂加班，立即解决问题的工程师/技术员；愿意操作乏味机器的硕士；愿意弯腰搬芯片、调化学品的博士。”
不过虽然岛内最近都在“声讨”台积电往美国送工程师，但是台积电内部祭出的转调条件无论是往美国还是日本，都颇具吸引力，基本都抢着要去。除了有房、车、教育补助之外，最重要的是5年能拿绿卡。
从更长远的人才培养来看，美国越来越少年轻人有意愿进入工程领域。一位美国工程师表示，他在最近旁听了北亚利桑那大学的计算机科学研究生课程，发现其中外国学生（美国以外）的比例超过了75%，这意味着越来越少的美国学生愿意选择STEM领域的工作，这对想要重振制造业的美国，绝不是一个好兆头。
运营成本高企、产业链不完善是台积电美国厂区的另一大挑战。
集微咨询分析师陈翔表示，台积电美国厂在多方面的成本包括建设，运营，人力都比在台湾高很多，一直在向美国政府寻求支持。而美国政府出于在本土建设先进制程产能的考虑，当台积电遇到困难肯定也会出面协助。“这件事现在关系到两方的共同利益，台积电和美国政府会共同主导让这个厂区成功落地。”因此他认为，补贴是肯定有的，但是不多，目前业内透露的消息是40亿美元左右。
王为认为补贴可能在总投资的10~15％左右，但目前尚未拿到。对于台积电而言，绝非先建好工厂之后再等客户的订单，而是很早就已经谈定了才会执行后面的建厂。供应链也是问题，原本英特尔在亚利桑那的厂区周边也有供应链聚落，但是这些资源是否能被台积电采用还需观察。同时，掩膜厂、封测厂等一整条完整供应链是否会在该厂区建立或整合起来，这需要更长时间。
资源短缺问题也会逐渐浮上水面。王为表示，亚利桑那本就水资源匮乏，5~10年后有没有足够的电能支持极度耗电的EUV制造？别忘了英特尔的八座晶圆厂，“资源的竞争刚刚开始。”
最后，所有这些假设都是建立在摩尔定律仍然有效，并且台积电能够快速、成功转向“亚2nM”几何结构制程的前提下。到2026年计划的亚利桑那3nM厂投产时，台积电是否还能保持遥遥领先？
只能说，截至目前还没出现能挑战台积电的后来者。
