【觀點】生產成本以外的算計!台積電在美國建立先進製程晶圓廠的利弊得失
【觀點】生產成本以外的算計!台積電在美國建立先進製程晶圓廠的利弊得失

日前,台積電創辦人張忠謀博士,證實台積電將在美國亞利桑那州建立3奈米製程先進晶圓廠。

張忠謀透露在APEC會議期間,曾與美國副總統賀錦麗,談及台積電在美國繼5奈米廠後,將再建一座3奈米廠,賀錦麗表示歡迎。

張忠謀表示,在美國製造晶圓的成本,比台灣高出50%以上。但這並不妨礙台積電在美國建立更多的產能,這對美國「非常重要」也「非常需要」。

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台灣積體電路製造公司(TSMC)創辦人張忠謀曾言:台積電的成立意義不只是代工,深一層意義是創新商業模式,具高附加價值,靠很多公司合作才能成功。
圖/ 蔡仁譯攝影

台積電亞利桑那州的5奈米廠,預計於12月6日舉行設備移入晶圓廠典禮。台積電已邀請台、美貴賓觀禮,包括台積電董事、供應鏈重要公司執行長,以及美國政府高層官員,據悉美國總統拜登、商務部長雷蒙多皆在邀請之列。

屆時將冠蓋雲集,台積電的亞利桑那州第一座晶圓廠的「起手勢」,將引起全美媒體的關注。此座5奈米廠預計將於2024年量產,蘋果公司執行長庫克於11月16日,已在德國預告蘋果公司將在此晶圓廠下單。

就算貴也要蓋!為什麼在美國本土有先進製程如此重要?

對美國而言,將先進製程晶圓廠納入美國本土,對供應鏈的韌性有無以倫比的重要性。

由於許多最先進的創新科技,皆必須仰賴先進半導體,更重要的是美國國防科技,也必須要使用先進半導體製程。

舉例而言,大家熟知的F-35戰鬥機,必須使用「賽靈思」(Xilinx) 的FPGA(現場可程式化邏輯閘陣列),而此FPGA是由台積電5奈米製程代工生產。

F-35第五代戰鬥機
Lockheed Martin F-35 Lightning II 洛克希德·馬丁所設計的單座單發動機的多用途第五代戰鬥機

在美國本土生產國防、尖端科技等所使用的IC,可確保供應無慮,並且可防止機密外洩。因此台積電在美國政府的「敦促」之下,於2020年5月,宣布赴美投資興建5奈米晶圓廠,月產能2萬片。

美國政府及美國客戶不會止步於5奈米,它們當然希望台積電能更進一步,在美國興建另一座更先進的晶圓廠。

台積電的亞利桑那州晶圓廠建廠期間,不少人注意到除了晶圓21廠(5奈米廠)外,緊鄰的第二階段廠房也同時興建,3奈米廠應該早就在台積電的規劃中。

各國體認半導體成戰略物資,製造在地化成安全關鍵要務

台灣是全球晶圓廠營運成本最佳的地區,累積30餘年的經驗,晶圓廠供應鏈的群聚效應,使台灣晶圓廠的運作效率提升到全球最佳的地位。加上台灣刻苦耐勞的工程師,台灣的半導體產業能在全球名列前茅不是沒有道理。

然而在全球地緣政治日益激化下,各國政府皆將「製造在地化」列為最重要的政策目標。

歷經「晶片荒」的教訓後,各國政府體認到半導體為全球重要的「戰略物資」,尤其是掌握尖端、國防科技命脈的先進半導體製程,成為美國、歐盟、日本競相逐鹿的目標。

對台積電而言,到美國、日本設廠,是不得不的選擇。台積電到海外設廠,除了滿足當地政府的要求外,同時也滿足客戶供應鏈「在地化」的需求。生產成本激增的缺點,在各國政府提供的補貼,以及各種稅賦優惠下,應該可獲得部分的補償。

台灣有刻苦耐勞人才與供應鏈群聚效應,國際化與高階人才將成台積電下階段發展重點

台積電美國的3奈米廠,最快可能在2025年開始量產,屆時台積電已經在台灣開始量產2奈米製程,因此台灣仍舊是台積電最先進製程的生產基地。對台積電而言,台灣總部是台積電的「根」,是最主要的研發基地,以及運籌帷幄的中心。

台積電在美國(或其他地區)設廠,可以加速台積電「國際化」的進程,同時可吸引高階人才加入台積電的陣容。

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圖/ 台積電提供

美國是半導體科技的發源地,美國在基礎科技、半導體科技執全世界之牛耳。台積電在美國設廠,可以與美國各大研究機構、學術機構直接接觸,這對台積電技術的進步,以及業務的發展,會有意想不到的益處。

除此之外,台積電在美設先進製程晶圓廠,也可稍微減輕對台灣電力資源的負擔。3奈米、5奈米晶圓廠使用EUV(極紫外光)微影設備是「吃電重器」,將部分產能移到美國,可以緩解台積電在台灣部分電力需求。

綜而言之,台積電赴美設先進晶圓廠,除了呼應美國政府的需求外,同時也達成對客戶生產基地多元化、在地化的需要。

缺點除了製造成本大幅增加,也因新廠區必須引進更多母語不見得是中英文、但以英語為主要的溝通語言的員工,加上不同文化習慣、不同種族間的溝通與理解都面臨變化,就算把台灣人調過去到日本美國,也會直接面臨組織的公平性、工作流程磨合等挑戰以致於公司的管理幅度擴大。

加上台灣、日本、美國等不同廠區的空間與時區限制,在公司內不可能像是新竹、台中、台南間可以快速調度人員,或和南京、松江廠區都在同一工作時區,都會讓集團內部的資源調度複雜化。

但這也可能是台積公司除了行銷與業務功能外,真正成為全球性企業的開始,因為新設廠區的運作有賴將公司內製造、研發功能強化、進一步全球在地化;要能維持台積公司原本運作在台灣與中國廠區的稼動率、服務優勢,有賴領導、管理與企業文化的磨合。

伴隨晶圓製造服務在美國「落地生根」,可與直接與各國頂尖研究機構、學術機構面對面接觸,進一步吸引對半導體製造與研發有興趣、合適TSMC的全球一流人才直接為其服務。

關鍵字: #台積電(tsmc)

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