大部分生产企业在亚洲,振兴「美国芯片制造」并不容易

网易科技 2021/4/18 20:00:20 责编:骑士

美国总统的振兴美国半导体芯片业梦想,面临着来自供应链复杂性的现实考验。

从现代汽车(Hyundai Motor)新电动汽车 IONIQ 5 需要的一款芯片,就可了解美国总统解决困扰汽车制造商和其他行业的半导体芯片短缺问题的挑战。

该芯片由美国公司 On Semiconductor 设计,主要组成部分是相机图像传感器。其设计环节完成后,首先送到意大利的一家工厂生产,也即在原始硅晶片上刻印复杂的电路,接着把这些硅晶片送到中国台湾地区进行封装和测试,接下来运往中国大陆组装到相机部件中,之后再发往韩国的现代汽车零部件供应商,最后到达现代汽车生产工厂。

这种图像传感器的短缺,导致现代汽车韩国工厂停产,使其成为最新遭受全球供应困境的汽车制造商。同样的问题,也已经让通用、福特和大众等大多数汽车制造商的生产瘫痪。

图像传感器供应链曲折旅程显示,芯片行业解决当前供应短缺问题多么复杂,美国重振芯片制造业所面临的任务多么艰难。

当地时间周一,美国总统在华盛顿召集半导体行业高管,讨论当前芯片危机的解决方案,这是美国政府欲振兴美国国内芯片业的最新举措。此外,作为美国政府日前提出的 2 万亿美元基础设施建设方案的一部分,还提议投资 500 亿美元用于美国的芯片制造和研发,称这有助于美国赢得全球竞争。

这 500 亿美元的芯片制造和研发资金,其中大部分可能将用于对英特尔、三星和台积电在美国新建先进芯片工厂的补贴。但行业高管表示,解决更广泛的供应链问题至关重要。因此,美国政府面临着政府资金补贴方向的复杂选择。

“试图从上游到下游重建整个供应链是不可能的,”ON Semiconductor 高级副总裁大卫・索莫(David Somo)向媒体表示。“因为那样做,将要付出离谱的代价。”

目前在全球半导体芯片制造能力中,美国只占 12% 左右,低于 1990 年的 37%。据行业数据显示,目前全球超过 80% 的芯片生产能力分布在亚洲

生产一个电脑芯片需要 1000 多个步骤,经过 70 个独立的边境口岸和许多专业公司。这些公司大多数在亚洲,并且许多都不怎么出名。

芯片生产的全过程,从原始硅晶盘开始,经过被称作“晶圆厂”的芯片工厂通过复杂化学工艺,将电路蚀刻到硅晶片。在这之后即进入芯片包装阶段。

包装步骤最能很好地说明供应链的挑战。从晶圆厂生产出来的硅晶片,每片都包含数百甚至数千个指甲大小的芯片,它们必须被切成单独的芯片,然后放进一个包装单元。

所谓包装,就是将单个芯片放进一个“引线框”,并将其焊接到电路板上,并封装进树脂保护外壳。

由于这一步骤是在劳动密集型岗位完成,导致芯片公司数十年前就将这一业务外包给中国大陆、中国台湾地区、马来西亚和菲律宾等地生产。

“如果美国政府振兴芯片业的努力能取得成功,他们就必须帮助重建美国的芯片包装行业。”加州芯片包装公司 Promex 首席执行官迪克・奥特(Dick Otte)说,“否则,就是在浪费时间。这就像造一辆车,没有车身一样。”

但较新的芯片包装流程,对劳动密集型岗位的依赖降低,这导致一些美国芯片制造商相信它们可以将芯片制造业从国外拉回来。

南加州大学电子及计算机工程教授托尼・利维伊(Tony Levi)表示,重建美国芯片包装业不仅能够让芯片公司及其客户免受地缘政治风险,也将帮助他们更快地生产出需要的芯片。

利维伊称,英特尔、台积电、三星和格罗方德(GlobalFoundries)在亚利桑那州、得克萨斯州和纽约州,都已经设有工厂或正在计划设厂,这三个州将适合发展成供应链集群。

利维伊说,“美国非常擅长的是,系统设计、产品设计和制造本身之间的密切合作。”

芯片设计公司 Silicon Labs 首席执行官泰森・塔特尔(Tyson Tuttle)指出,成熟芯片现在严重短缺。因此,业内人士认为,美国不仅需要投资建设具有先进技术的晶圆厂,也需要投资老旧成熟的技术。

塔特尔说,“对半导体行业的投资不均衡,对最先进技术的投资过多。”

不过,美国政府将如何平衡对芯片行业许多子部门所需的投资,这仍待观察。

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关键词:芯片

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