在亞利桑那州鳳凰城郊外的的沙漠仙人掌叢中,一組非凡的建筑群正在悄然拔地而起。它們將深刻影響全球經濟與世界的未來。
施工的嗡嗡聲不僅是為了建造一座晶圓廠,更是為了量產全球最先進的半導體晶片。這項工程首次在美國本土展開,背后的臺灣公司承諾將在此投入數(shù)十億美元,此舉旨在消除對進口晶片征收關稅的威脅。
這是全球最重要的一家工廠——臺積電(TSMC,臺灣積體電路制造股份有限公司)。這家公司制造了全球90%的先進半導體。直到現(xiàn)在,這些晶片都在臺灣制造——iPhone中的蘋果晶片、讓ChatGPT運行的英偉達晶片、手提電腦或電腦網絡中的晶片,幾乎全都來自臺積電。
其位于亞利桑那州的晶圓廠“Fab 21”受到嚴密保護。不允許使用空白紙張或個人設備,以免設計泄漏。它擁有世界上其中一些最重要的智慧財產權,制造這些晶片的過程也是全球制造業(yè)中最復雜、最密集的過程之一。
他們極力保護其中的秘密。臺積電獲蘋果與英偉達等重要客戶信任,保管了它們未來產品的設計。
在經過數(shù)月申請后,臺積電終于允許BBC進入其中,參觀這項被認為是全球最關鍵、最昂貴、最復雜且最重要的制造技術之一的部分轉移過程。
特朗普政策的代表作
臺積電亞利桑那州工廠戒備森嚴
特朗普時常在演講中提到這座工廠:“臺積電是最大的。我們曾經逐步失去晶片產業(yè),現(xiàn)在幾乎都在臺灣。他們把它從我們這里搶走了?!边@是他經常重復的說法。
他認為,臺積電最近宣布在美國再投資1,000億美元,正是因為他對臺灣和全球半導體產業(yè)發(fā)出征稅威脅而起。
這項在今年3月公布的擴建計畫被特朗普視為其經濟政策的典型代表——尤其是鼓勵外國企業(yè)將工廠遷至美國,以避開高額關稅。
因此,這座工廠匯聚了全球經濟、尖端科技與地緣政治的各種脈絡,也揭示了特朗普經濟與外交政策中的核心矛盾。
這些現(xiàn)代微縮奇跡的制造,本質上需要全球最先進技術的結合與合作。
地球上最潔凈的空間
格雷格·杰克遜(Greg Jackson)是其中一名設施經理。他開著高爾夫球車帶隊參觀。他曾經在臺灣受訓,而這些工廠幾乎是臺積電臺灣廠房的復制版。他說:“我會說這些設施大概是全球最先進、最復雜的。”
“這真是一種矛盾的情況:晶片非常小,結構也非常小,但需要擁有所有基礎設施的大型工廠才能制造它們……其復雜性和所需系統(tǒng)的數(shù)量令人震驚。 ”
在“防塵服大樓”內,員工要穿上防塵衣,穿過一道橋,進入被稱為地球上最潔凈的環(huán)境,以保護這些支撐現(xiàn)代世界的微晶片制作過程。
工程師康斯坦丁諾斯·尼尼奧斯(Konstantinos Ninios)展示了來自臺積電亞利桑那廠首批生產的4nm晶圓。
“這是目前美國最先進的晶圓,”他解釋?!八思s10到14萬億(兆)個電晶體……整個制程有3,000至4,000道步驟。”
如果你能將身體縮小到能進入晶圓里,他說,你會看到高聳入云的街道與摩天大樓般的晶體結構。
制造“原子級操作”的技術
臺積電在1987年成立,由半導體業(yè)界資深人士張忠謀領導。它采取代工模式,專門制造其他公司的設計晶片。這個商業(yè)模式獲得了巨大成功。
推動技術進步的關鍵,是晶片上最小結構的微型化。如今,它們以十億分之一米(nm)的尺寸為單位。這項進展讓手機變成智慧型手機,為人工智慧的普及奠定了基礎。
這需要極其昂貴且復雜的技術——例如極紫外光(EUV)技術,用來進行“光刻”程序,雕刻出基礎結構。
全球對臺積電的依賴,建立在一些像巴士大小的專用機器上。這些機器幾乎全部來自荷蘭的ASML公司。這些機器利用熔融錫滴產生等離子體,發(fā)射極紫外光,再經由一系列特殊鏡面反射,完成晶片結構雕刻。
整個制造流程幾乎完全自動化,一片矽晶圓需要經過數(shù)千層反復工序、耗時數(shù)月,最終成為價值百萬美元的LP大小的4奈米晶圓。
“想像一下有一粒塵埃落入其中,電晶體就會無法運作。所以這里比醫(yī)院手術室還要潔凈?!蹦崮釆W斯說。
Rose Castanares
臺積電亞利桑那分公司總裁羅斯·卡斯塔納雷斯(Rose Castanares)表示,半導體供應鏈是全球性的,因為目前沒有一個國家能夠做到所有事情
臺灣的謹慎態(tài)度
臺灣并不具備獲取原材料的特殊管道,但擁有技術優(yōu)勢,讓它在制造這些現(xiàn)代原子級構件上始終領先全球。
目前臺灣對于將這項前沿技術外移仍然持謹慎態(tài)度。特朗普毫不猶豫地宣稱,臺積電之所以將最高技術帶到美國,是因為他的經濟政策。
他說,若不是他計劃對臺灣與半導體征稅,這一切不會發(fā)生。而我在臺積電接觸到的內部人士,對特朗普這項說法的態(tài)度很圓滑。
事實上,這些計畫多在前拜登政府的“晶片法案”(Chips Act)下獲得補助與規(guī)劃。
在工廠入口處的走廊上,掛著拜登2022年訪問的照片。照片中建筑工地上,懸掛著美國國旗與“未來美國制造(a future Made in America)”的標語。
“半導體供應鏈是全球化的,”臺積電亞利桑那分公司總裁羅斯·卡斯塔納雷斯(Rose Castanares)說:“目前沒有任何一個國家,能夠單獨完成從化學品到晶圓制造再到封裝的全部程序,因此不可能迅速拆解這整個體系。
關于半導體供應鏈,關稅幫不上忙。供應鏈遍及全球——無論是來自日本的晶圓、荷蘭的制造設備,還是德國的專業(yè)鏡面,各種原料都來自世界各地。如今,它們可能都面臨進口關稅風險。
盡管如此,臺積電董事長在與特朗普的白宮會面時,迅速宣布將擴建美國工廠。近幾周,美國科技業(yè)巨頭——如蘋果執(zhí)行長庫克(Tim Cook)、英偉達的黃仁勛——紛紛表示,他們的美國產品未來將使用亞利桑那生產的晶片。
全球晶片業(yè)高度受經濟周期影響,但其尖端科技仍保持可觀利潤,或許能承受未來潛在的關稅壓力。
如今,一場全球科技與經濟霸權的戰(zhàn)爭正在進行,而臺灣的晶片制造技術——包括已搬遷至亞利桑那沙漠的那一部分——正是這場競賽中最關鍵的資產。
本文為摘錄文章,來源BBC,作者:Faisal Islam,不代表本號觀點
審核編輯 黃宇
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