贵30%的美国4nm芯片由台积电带来

台积电在美国的首个4纳米工厂投产

台积电在美国亚利桑那州的首个4纳米芯片工厂已经正式开始生产。美国商务部长吉娜·雷蒙多表示，这是一个历史性的里程碑事件，标志着美国首次在本土制造领先的4纳米芯片。她感叹道：“这是一件大事——以前从未有过，在我们的历史上从未有过。而且很多人都说这不可能发生。”

台积电此前并未公开披露生产开始的消息，但这座工厂的投产无疑为美国半导体产业注入了新的活力。

台积电赴美建厂的背景与意义

尽管美国在芯片设计领域处于领先地位，但在芯片制造环节相对薄弱。台积电作为全球最大的芯片代工厂商，拥有先进的制程技术和丰富的制造经验。因此，邀请台积电赴美建厂可以引入先进的生产技术和工艺，填补美国在高端芯片制造方面的空白，提升本土芯片制造能力。

2019年，特朗普政府开始游说台积电在美国建造一个更大、更先进的工厂。2020年5月，时任美国国务卿助理基思·克拉克宣布，台积电同意在亚利桑那州开设一家价值120亿美元的设施。这一决策标志着台积电在美国建厂迈出了关键一步。

为了确保新员工能够熟练掌握先进的芯片制造技术，台积电将约600名美国员工送往中国台湾进行培训。此外，台积电董事长刘德音曾表示，在美建厂需满足“符合经济效应、成本有优势、人员及供应链要完备”三个条件。然而，台积电明确表示，“5纳米、3纳米芯片”的制造工艺将留在中国台湾。

美国厂的成本挑战与生产进度

台积电在亚利桑那州的投资高达120亿美元，目标是建设一座5纳米芯片工厂。随着投资加码，原本的5纳米厂升级到了4纳米厂。不过，该工厂的建设进度有所延迟，从原定的2024年投产推迟到2025年。2024年9月开始试生产，12月初举行完工典礼。

文章开头提到的4纳米芯片正是这座Fab 21工厂所生产的。目前，第一阶段P1 1A已通过客户产品验证，预计2025年中达到每月2万片的满载产能；第二阶段P1 A2也已完成建筑建设，正在进行设备导入，预计2025年一季度完成设备安装工作，并于2025年中开始投片。

苹果、英伟达、AMD等美国科技巨头将是首批受益者，这些公司将能够就近利用先进的4纳米芯片技术，进一步提升其产品的竞争力。然而，由于关税和原材料运输费用增加，台积电在美国生产的芯片成本预计增加30％甚至更多，这势必会反映到产品的市售价格上。

展望未来：2纳米制程的到来

在规划之初，台积电的第二座美国工厂原本计划采用3纳米制程工艺，但随着时间推移和策略调整，目前已确定该工厂将聚焦更为先进的2纳米芯片。根据台积电向美国商务部提交的信息，最早将于2028年在美国开始生产2纳米芯片。

台积电在2纳米制程节点将引入GAA晶体管架构，显著降低功耗，提高性能和晶体管密度。目前，台积电主要围绕新竹宝山和高雄两地进行2纳米工厂的建设和产能扩充。新竹宝山晶圆厂（Fab 20）的P1厂已开始搬入设备，2024年下半年开始试产，2025年二季度小量生产，月产能将逐步由3000片提升至逾2万片。高雄晶圆厂（Fab 22）也在积极推进2纳米生产准备。

值得注意的是，台积电在新竹宝山晶圆厂成功设立了2纳米制程技术的试产线，试产良品率高达60%，大幅超越预期目标。按照规划，到2028年，美国的确有望迎来本土生产的2纳米先进制程芯片。

第三座工厂的可能性

2024年4月，台积电与美国商务部达成不具束缚力的初步谅解备忘录，将在亚利桑那州凤凰城建设第三座晶圆厂。美国政府将根据《芯片法案》向台积电的三座工厂提供至多66亿美元的直接资金补贴，以及约50亿美元的贷款支持。此外，台积电还将申请相当于认证资本支出25%的投资税收抵免。

台积电承诺将在本十年底前建设第三座晶圆厂，进而在亚利桑那州打造一个前沿半导体集群。整体投资将超过650亿美元，可在十年间为亚利桑那州当地创造6000个直接工作岗位和数以万计的间接岗位，此外还有累计超20000个的相关建筑业岗位。

台积电赴美建厂的影响与前景

台积电在美国的建厂不仅标志着其全球布局的重要一步，更在全球范围内掀起了关于半导体产业未来发展的讨论热潮。尽管美国政府提供了补贴和税收优惠等激励措施，但台积电在美国的建厂成本仍然高于中国台湾本土。此外，人才短缺、劳动力竞争激烈以及关键技术外流也是台积电面临的重大挑战。

中国台湾“经济部部长”郭智辉表示，台积电赴美设厂是为了服务美国客户，相信台积电会审慎评估。外界解读认为，这意味着经济部对台积电赴美投资开绿灯，完全由台积电自行考虑。