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    美國“芯病”,基建難建?

    康斯坦丁 2022-09-09

    日前,美國《芯片和科學法案》正式簽署,擬投資527億美元推動芯片的研發、制造和勞動力發展,試圖給美國芯片業,打上一劑強心劑,同時也充滿濃濃的“站隊味道”。法案規定,接受芯片補貼的企業在未來10年內,不能在中國增加產能,尤其是5nm/7nm/14nm/28nm等先進制程。換句話說,這些美元更像是一個小枷鎖,逼迫美國芯片企業站隊,以便遏制中國芯片之發展。但業內人士都清楚,芯片工藝的推進和量產都需要巨額投資。公開資料顯示,僅臺積電Fab21項目,投資金額就高達400億美元;三星未來3年投資規劃,也是1000億美元起步。顯然,法案里的美元,杯水車薪。

    顯然,美國不希望其他國家具備同自己抗衡的芯片能力,正在不遺余力地遏制相關企業。法案意圖明顯:想制裁誰,就制裁誰!如此蠻橫建立在強大的研發、設計、軟體能力之上,相比之下,他們在芯片制造領域卻乏善可陳,這源于他們的長期政策傾向。況且,芯片制造是“重金屬”行業,基礎建設繁雜。而美國在基建方面方面,水準一向不高。

    稱霸全球,美國有什么“芯事”?

    在很長一段時間內,美國憑借自主、奔放的制度和嚴謹的科學數理精神,吸引到全球優渥人才,在經濟、科技、軍事、醫藥等領域稱霸全球,要不是人家只有400年歷史,估計連文化都能成為佼佼者。硅谷催生出一大批的科技先鋒,包括電腦、計算機語言、編程、iPhone這些本來不存在的東西,硬生生地讓美國人給發明出來,真是一片優渥的大地。

    如此沃土中,芯片在美國發揚光大也是情理之中的事兒。截止到現在,芯片的核心技術均掌握在美國手里,比如蘋果、英特爾、德州儀器能設計出全球頂呱呱的芯片,全球前五的光刻機都由美國大幅控股,至于EDA軟體,更是全球之光。事實上,沒有EDA檢測軟體,臺積電、三星的新工藝根本無法量產。

    正因如此,美國管理者在長期的全球化分工中,把利潤豐厚、輕資產的產業留在國內,而把利潤微薄、重資產的制造業分配到亞洲國家。隨著疫情蔓延,全球產業鏈狀況頻出,美國管理者終于意識到“芯片已經成為堪比石油的戰略物資”,如今卻尷尬地發現:自己設計出來的芯片,自己制造的占比竟然是0%。如此狀況所帶來的產業鏈風險就是:一旦發生沖突,芯片的硬件將會被隔離在美國之外”。另外,日益飚高的失業率,也需要芯片制造業回流來救濟。事實上,法案中的527億美元,就是鼓勵芯片制造業能逐步回流。

    雖然527億美元顯得有點兒杯水車薪,但美國管理者對此報以很高的期待,并把預算做得明明白白的,包括會拿出132億美元用于技術研發和人才培養,2億美元用于勞動力和教育基金,同時考慮通信技術發展和半導體供應鏈活動等等。顯然,他們知道如何引領芯片制造,但制造業的特點正在于:需要漫長的時間沉淀,才能于產能建設、制程精進、管理優化做到損益平衡點。事實上,單單一個基礎建設就足夠美國人頭疼的。

    基建難建,美國缺乏重金屬?

    從法案中之于補助金分配計劃看,美國管理者依舊比較重視研發、設計人員,畢竟,他們依此享受到的好處,令人難以望其項背。但芯片制造業回流,首當其沖的就是基礎建設,包括土地、網路、水、電以及設備運行需要的氣動裝置。這些基礎設施均需大批投資,花掉527億美元可能只是一兩次競標的時間,況且,有些兒還真不是錢能搞定的。比如,芯片制造勢必要消耗大量的電能,昂貴的光刻機需要24小運轉,從而大限度地縮減ROI(投資回收期)。以美國亞利桑那州舉例,常年溫度達到38度,只一次大面積停電,就造成上百人死亡,可見美國并沒有做好“用電量突然上漲”的backup solution.

    另外,晶圓生產線亦需要大量的清潔水源。要知道,芯片材料的純度要達到99.99999999999%,這意味著整個生產環節都是高度純凈的。對于一些干旱地區,則需要大面積的“循環水系統”,否則,芯片工藝根本無法量產。

    因長期忽視基礎建設,或者說更依賴金融、設計等高附加值領域,導致基礎建設領域,既缺乏經驗,又沒有相應的產能,美國國內很難承接大型的芯片基礎建設項目。以至于,臺積電在美國籌建5nm晶圓廠時,不得不先在中國完成基礎工程,然后,再用集裝箱運往美國。即便舟車勞頓,浪費物流成本,綜合算下來也比當地施工成本低20%~30%,可見,美國基建是相當地寒磣,而這也是困擾福耀玻璃、鴻海集團來美國建廠的重要原因。此外,更大的資源瓶頸來自于人力,包括芯片工程師和基礎人力:美國工程師的培訓成本非常高且年薪達到6萬美元,遠超過4億美元的全球平均水平;而普通的勞工則日益減少,老齡化問題突出。目前美國芯片勞工數量僅有19萬,尚不及iPhone一個廠區的勞工數量,而且年齡高于50歲的人占比40%。況且,他們慣于享受福利,非常抵觸加班文化。要想實現三班倒,保證效率和高設備稼動率基本是天方夜譚,而制造業,拼的就是這些指標。

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    • 康斯坦丁
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      康斯坦?。褐鸌T評論人,科幻星系、科技新發現創建人,多家知名媒體及企業特邀顧問專家。 科幻的視角 科普的態度 分享世界百態
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