台積美國廠良率為何能比台廠還讚?不只台積,力晶、德碁也知道的業界秘密
台積美國廠良率為何能比台廠還讚?不只台積,力晶、德碁也知道的業界秘密

台積電在美國亞利桑那州的第一座晶圓廠,試產的晶片良率比台灣同類型設施高出約4個百分點,讓許多人非常驚訝。是什麼原因成為台積電推動美國晶片製造的一大突破?關鍵就在於「孿生」的威力。

台積電美國廠良率竟能「輾壓台廠」,為什麼?

日前根據國際媒體報導,台積電美國總裁凱西迪(Rick Cassidy)於2024年10月24日表示,台積電在美國亞利桑那州的第一座晶圓廠,試產的晶片良率已高於在台灣同類型、類似製程的設施,成為台積電推動美國晶片製造的一大突破。

凱西迪在一場網路研討會上說,台積電鳳凰城晶圓廠生產的晶片,良率比台灣同類型設施高出約4個百分點。

這似乎顛覆大家的刻板印象。在很多人的想像中,在美國運作的晶圓廠良率一定較台灣同級晶圓廠低,否則台灣半導體製造的競爭力,怎麼能超越美國、技冠全球呢?

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孿生晶圓廠可以傳承原來的運作經驗,讓員工運作駕輕就熟,一開廠就有令人驚豔的良率。

先盤點台積電海外設廠歷程,全球龍頭累積了哪些經驗?

事實上,台積電亞利桑那州廠的優越表現,正突顯了台積電在晶圓廠的建造上,已經累積無數的經驗與know-how。儘管遠赴他鄉建廠,遭遇不少水土不服的阻饒,仍能夠循公司的SOP(標準作業程序)與經驗,有條不紊地興建晶圓廠。

在「地緣政治」的影響尚未發威之前,台積電主要的晶圓廠皆在台灣興建,不過為因應客戶需求,也有數度到海外設廠。

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圖/ 數位時代

1996年台積電與美國客戶ADI、Altera等合資成立WaferTech,到美國華盛頓州Camas市興建8吋晶圓廠,這是台積電首度踏出國門到海外設廠。

原先台積電對美國廠有美好的期待,無奈現實很殘酷,台積電美國廠營運遭遇很多困難,經營績效不佳,長期虧損居多。

之後,合資夥伴退出,WaferTech由台積電擁有100%股權。2023年12月,WaferTech改名為TSMC Washington,突顯是台積電轄下的子公司。

1999年,台積電與飛利浦半導體公司及新加坡經濟開發投資局,共同投資成立SSMC,在新加坡興建8吋晶圓廠。

2003年,台積電於到上海松江興建8吋廠,這是台積電首度到中國設廠。

2016年,台積電宣布投資30億美元,在南京興建12吋晶圓廠及設計服務中心,該晶圓廠導入16奈米製程,是當時中國最先進的晶圓廠。此時美中關係融洽,台積電到中國設廠,沒有受到美國的制肘。

有了這幾次到海外設廠的經驗,台積電累積不少海外設廠經驗,對台積電赴美國亞利桑那州設廠有一定的幫助。

除了前期因不熟悉美國及亞利桑那州的法令,以及對美國工會的運作不熟悉,讓台積電在亞利桑那州設廠之初,遭遇不少阻礙。之後,台積電一一克服,如「倒吃甘蔗」漸入佳境。台積電亞利桑那州廠於2024年年底開始試產,並傳出良率比台灣高的訊息。

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台積亞利桑那州良率比台灣高,是「孿生」的威力

最近媒體訪問曾到台灣受訓之後返回美國工作的美籍員工,該員工說台積電美國廠的設備、擺設與台灣的晶圓廠「一模一樣」,令人十分熟悉。

由此可見台積電美國廠與台灣台南的5/4奈米廠是「孿生晶圓廠」,亞利桑那州廠是台灣廠的「復刻版」,不僅所有的設備完全相同,而且擺設排線也完全相同,讓在晶圓廠內工作的員工,有種無法分辨「身在台灣或美國」的錯覺。

這種孿生晶圓廠可以傳承原來的運作經驗,讓員工運作駕輕就熟,一開廠就有令人驚豔的良率。

台積電美國新廠
圖/ 台積電LinkedIn

其實不只台積電,台灣許多跨出海外的科技公司都善用這樣的「復刻大法」。

記得力晶第一座8吋晶圓廠,與當時的技術授權三菱電機(MITSUBISHI Electric)在日本熊本的8吋廠也是「復刻版」。當時力晶的高層很興奮地說,力晶晶圓廠開出的良率非常好,勝過三菱電機的熊本廠。奠定台灣人在半導體製造的優良基礎。

目前已併入台積電的德碁半導體,當時德碁總經理陳心正曾跟我說,原本他以為只有像日本人那種一絲不苟的工作態度,方能使DRAM晶圓廠運作順利維持良好的良率,沒想到台灣員工也能讓DRAM廠的生產有高良率、高生產績效。

這是1990年代的故事,台灣剛大舉踏入半導體製造業,藉由技術母廠的幫助,加上台灣人的勤奮,讓半導體製造業在台灣生根茁壯。

台積電今天能笑傲晶圓代工產業,成為先進製程的領導者,昔日奠定的深厚基礎的「前輩」功不可沒。

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關鍵字: #台積電(tsmc)
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