臺(tái)積電美國(guó)設(shè)廠貴又慢？工程師揭關(guān)鍵：EUV機(jī)臺(tái)組裝超乎想象

臺(tái)積電熊本廠已在2月底開(kāi)幕，美國(guó)亞利桑那州新廠卻從2024年遞延至2025年量產(chǎn)，美國(guó)一名結(jié)構(gòu)工程師撰文指出，在美國(guó)蓋晶圓廠的速度比世界其他地方慢，建造成本也比世界其他地區(qū)高出30%到4倍。而蓋晶圓廠比想象中復(fù)雜，以ASML的一臺(tái)先進(jìn)EUV曝光機(jī)為例，可能裝在40個(gè)貨柜中，需要漫長(zhǎng)而仔細(xì)的組裝過(guò)程。

美國(guó)進(jìn)步中心（Institute of Progress）學(xué)者、結(jié)構(gòu)工程師波特（Brian Potter）以如何建造一座價(jià)值200億美元的半導(dǎo)體廠為題撰文指出，隨著摩爾定律的發(fā)展，芯片已變得越來(lái)越小、越來(lái)越便宜，從20世紀(jì)50年代以來(lái)，芯片的成本已下降了約3億倍，半導(dǎo)體組件縮小，價(jià)格也比以往便宜，但與此同時(shí)，制造半導(dǎo)體的設(shè)施卻越來(lái)越昂貴。

回顧60年代末和70年代初，半導(dǎo)體制造廠的成本約為400萬(wàn)美元，如今一座現(xiàn)代化晶圓廠的成本可能高達(dá)100億至200億美元甚至更多，以英特爾正在亞利桑那州建造兩座工廠為例，預(yù)計(jì)每座耗資150億美元，三星位于德州泰勒的工廠，則預(yù)計(jì)耗資250億美元。

文章并說(shuō)明興建晶圓廠成本高昂的關(guān)鍵，整個(gè)晶圓廠的核心就是無(wú)塵室，一般大型晶圓廠擁有數(shù)十萬(wàn)平方英尺的無(wú)塵室，該設(shè)施可能占地?cái)?shù)百英畝，建造需要數(shù)萬(wàn)噸結(jié)構(gòu)鋼和非常多的混凝土，英特爾透露其工廠使用的混凝土為杜拜哈里發(fā)塔的2倍，金屬的使用量亦是艾菲爾鐵塔的5倍。

要將這種材料安裝到位，需要數(shù)千名經(jīng)過(guò)專門(mén)培訓(xùn)的建筑工人，像英特爾在德國(guó)馬德堡的新工廠，預(yù)計(jì)高峰期需要超過(guò)9300名工人，臺(tái)積電在亞利桑那州建造的新工廠，則需要大約1萬(wàn)2000名工人。

再來(lái)是安裝制程工具，設(shè)備可能會(huì)分成許多單獨(dú)的組件，需要漫長(zhǎng)而仔細(xì)的組裝過(guò)程，像ASML的一臺(tái)先進(jìn)EUV曝光機(jī)，可能裝在40個(gè)貨柜中，分散在20多輛卡車(chē)和3架貨機(jī)上，一旦安裝設(shè)備，可能需要六個(gè)月到一年的時(shí)間才能達(dá)到晶圓廠可接受的制程產(chǎn)量。

而且在美國(guó)，晶圓廠的建造速度比世界其他地方慢，美國(guó)晶圓廠建廠時(shí)間從1990年代的平均650多天，增加到2010年代的平均 900天以上，亞洲國(guó)家平均建廠時(shí)間則約600至700 天。此外，美國(guó)晶圓廠的建造成本也比世界其他地區(qū)更高，估計(jì)貴出30%到4倍。