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？
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。
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。
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。
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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