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半導(dǎo)體是數(shù)字經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)技術(shù)，從智能手機(jī)到汽車再到導(dǎo)彈系統(tǒng)，無(wú)所不包。它們發(fā)明于美國(guó)，而且大多數(shù)半導(dǎo)體至今仍在美國(guó)設(shè)計(jì)。但如今，它們大多在地球的另一端生產(chǎn)。

正如新冠疫情期間一系列芯片短缺事件所表明的那樣，這的確是個(gè)問(wèn)題。即便未來(lái)不會(huì)再有疫情爆發(fā)，美國(guó)依賴其他國(guó)家供應(yīng)芯片也存在風(fēng)險(xiǎn)，尤其是臺(tái)灣，臺(tái)灣也極易遭受強(qiáng)烈地震的侵襲。

美國(guó)政府在兩任總統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)下，一直施壓并提供激勵(lì)措施，以吸引芯片制造企業(yè)回流。他們將目光投向了蘋果公司等企業(yè)。 這些公司本身并不生產(chǎn)芯片，但卻設(shè)計(jì)了最復(fù)雜的芯片——并且有影響力將至少一部分芯片制造業(yè)務(wù)帶回國(guó)內(nèi)。

蘋果公司帶我參觀了合作伙伴的工廠，讓我親眼見(jiàn)證了美國(guó)芯片供應(yīng)鏈的復(fù)興。這項(xiàng)新興的產(chǎn)業(yè)鏈比亞洲落后了幾十年，但這畢竟是一個(gè)開(kāi)始。

供應(yīng)鏈的起點(diǎn)是位于德克薩斯州謝爾曼的 GlobalWafers America 公司。該公司使用純化的硅石（北卡羅來(lái)納州的沙子是其優(yōu)質(zhì)來(lái)源），將其加工成 12 英寸的晶圓，這些晶圓隨后將被印上數(shù)萬(wàn)億個(gè)晶體管，最終制成芯片。

這些巖石在華氏2500度的高溫下熔化，在一臺(tái)名為晶體拉制機(jī)的35英尺高的機(jī)器內(nèi)形成完美的硅“晶體”。這些機(jī)器本質(zhì)上是將硅晶體生長(zhǎng)成重達(dá)數(shù)百磅的圓柱形錠塊。

錠塊用線鋸切成薄片，然后經(jīng)過(guò)多臺(tái)機(jī)器進(jìn)行拋光、測(cè)試和裝箱，以便送往供應(yīng)鏈的下一個(gè)階段。

芯片制造廠（簡(jiǎn)稱晶圓廠）內(nèi)部最引人入勝的設(shè)施之一，就是那套復(fù)雜的架空運(yùn)輸系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)將晶圓從一臺(tái)機(jī)器運(yùn)送到另一臺(tái)機(jī)器。晶圓被放置在特制的吊艙中，沿著類似于紐約地鐵的軌道系統(tǒng)運(yùn)輸，該系統(tǒng)設(shè)有普通線路和快線，設(shè)有站點(diǎn)和一個(gè)精密的調(diào)度系統(tǒng)。

GlobalWafers公司擁有這樣的系統(tǒng)，不過(guò)真正復(fù)雜的系統(tǒng)都位于規(guī)模更大的晶圓廠內(nèi)，例如臺(tái)積電（TSMC）在亞利桑那州正在建設(shè)的晶圓廠。這些晶圓廠每天運(yùn)送晶圓的距離相當(dāng)于繞地球40圈。

下一階段是像臺(tái)積電這樣的芯片代工廠。在這里，晶圓在極其精密的機(jī)器中被加工成圖案，這些機(jī)器能夠執(zhí)行多項(xiàng)挑戰(zhàn)物理極限的任務(wù)。難怪這樣的機(jī)器每臺(tái)造價(jià)高達(dá)4億美元。

極紫外光刻機(jī)，顧名思義，利用激光照射熔融錫來(lái)產(chǎn)生極紫外光，這種光在地球上自然界并不存在。極紫外光照射到極其光滑的鏡面上反射，即使將這些鏡面放大到美國(guó)大小，其最大的凸起也比人類頭發(fā)絲粗不了多少。在鏡面中央，光線照射到類似模板的物體上，該模板上印有芯片數(shù)十億個(gè)晶體管的圖案。光線最終將數(shù)百個(gè)芯片“繪制”到以超過(guò)20倍重力加速度高速飛行的晶圓上。

臺(tái)積電在亞利桑那州沙漠地區(qū)建造了一座芯片制造廠。另一座計(jì)劃明年投產(chǎn)，第三座將于2030年投產(chǎn)。該公司還計(jì)劃在未來(lái)建造三座新廠，以及兩座“先進(jìn)封裝”工廠，用于將晶圓切割成單個(gè)芯片，并將其封裝成連接器，使其能夠在設(shè)備中運(yùn)行。臺(tái)積電總共為該項(xiàng)目購(gòu)置了約2000英畝土地，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)耗資1650億美元。盡管規(guī)模龐大，但與該公司在臺(tái)灣的規(guī)模相比仍相形見(jiàn)絀，臺(tái)灣的四座工廠每月可生產(chǎn)超過(guò)10萬(wàn)片晶圓。臺(tái)積電亞利桑那工廠的產(chǎn)能可能要十年甚至更長(zhǎng)才能達(dá)到臺(tái)灣的水平。

臺(tái)積電位于亞利桑那州的工廠生產(chǎn)蘋果公司的A16芯片，這款邏輯芯片為iPhone 15和入門級(jí)iPad提供動(dòng)力。iPhone 17的A19芯片采用了更先進(jìn)的技術(shù)，這種技術(shù)僅在臺(tái)灣有售。英偉達(dá)的Blackwell AI芯片也由臺(tái)積電亞利桑那州工廠生產(chǎn)。芯片需要運(yùn)往亞洲進(jìn)行封裝。

蘋果公司幫助臺(tái)積電發(fā)展成為全球芯片領(lǐng)導(dǎo)者，為該公司帶來(lái)了寶貴的客戶承諾，使其得以建設(shè)新工廠，這些工廠主要位于臺(tái)灣。像英特爾這樣的美國(guó)芯片制造商也需要這些承諾來(lái)擴(kuò)大其在美國(guó)本土的生產(chǎn)規(guī)模。

我沒(méi)在這些工廠里看到很多工人。芯片制造高度自動(dòng)化。美國(guó)試圖將芯片制造廠遷回國(guó)內(nèi)，并非為了創(chuàng)造大量就業(yè)機(jī)會(huì)，而是為了應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略上的脆弱性，而這需要保持競(jìng)爭(zhēng)力。

供應(yīng)鏈的最后一個(gè)環(huán)節(jié)是設(shè)備組裝。蘋果在休斯頓富士康的一家工廠里運(yùn)營(yíng)著一個(gè)規(guī)模不大的AI服務(wù)器組裝廠，每小時(shí)大約能組裝10臺(tái)AI服務(wù)器。蘋果正在該廠擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，計(jì)劃將那里的一個(gè)空置倉(cāng)庫(kù)改造成一條組裝線，用于生產(chǎn)Mac Mini臺(tái)式電腦。與iPhone相比，Mac Mini也是蘋果的一款小眾產(chǎn)品。

供應(yīng)鏈這一階段的縮寫是FATP，即最終組裝、測(cè)試和封裝（Final Assembly, Test and Pack）的縮寫。工人們將各個(gè)部件組裝起來(lái)，測(cè)試設(shè)備以確保一切正常，然后進(jìn)行封裝以便發(fā)貨。

最終組裝是蘋果供應(yīng)鏈中勞動(dòng)密集程度最高的環(huán)節(jié)。休斯頓的組裝線雇傭了數(shù)百名工人，與亞洲的組裝線相比規(guī)模很小，亞洲的組裝線可能有數(shù)十萬(wàn)工人生產(chǎn)iPhone。

（來(lái)源：編譯自WSJ）

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