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埃隆?馬斯克計(jì)劃建造芯片工廠的消息預(yù)計(jì)將在 7 天后公布。這位特斯拉 CEO 此舉旨在解決公司面臨的芯片供應(yīng)瓶頸問(wèn)題。

在人工智能熱潮下，半導(dǎo)體行業(yè)正迎來(lái)史上最緊張的產(chǎn)能周期，芯片需求極其龐大，這給特斯拉等企業(yè)帶來(lái)了嚴(yán)重限制。馬斯克已多次提出打造自有芯片工廠網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)想，稱這既能助力特斯拉實(shí)現(xiàn)定制芯片愿景，也能幫助美國(guó)減少對(duì)臺(tái)積電的依賴。盡管不少專家認(rèn)為馬斯克的想法 “過(guò)于大膽”，并指出半導(dǎo)體行業(yè)門檻極高，但這位特斯拉 CEO 似乎仍在加碼推進(jìn)。

消息稱，馬斯克的巨型 “TeraFab” 項(xiàng)目將把存儲(chǔ)、芯片制造與封裝整合在同一廠區(qū)內(nèi)，并稱這是實(shí)現(xiàn)所需產(chǎn)能規(guī)模的唯一途徑。

馬斯克近期發(fā)文稱 TeraFab 項(xiàng)目將在 “7 天后” 啟動(dòng)。盡管他尚未透露具體細(xì)節(jié)，但他及其團(tuán)隊(duì)很可能會(huì)披露這座工廠的具體落地方案。根據(jù)這位特斯拉 CEO 此前的表態(tài)，他希望實(shí)現(xiàn)每年 1000 億～2000 億顆芯片的產(chǎn)量，這一規(guī)模將使其成為全球最大芯片工廠之一，超過(guò)中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電的產(chǎn)能。

這一目標(biāo)在紙面上看似 “極為宏大”，但不少人對(duì)馬斯克的實(shí)際方案提出質(zhì)疑 —— 因?yàn)樗弦淮握務(wù)?TeraFab 時(shí)，曾明確表示不打算使用傳統(tǒng)潔凈室。

外界推測(cè)，TeraFab 的一種可行模式是：特斯拉與英特爾、臺(tái)積電等現(xiàn)有芯片廠商達(dá)成技術(shù)授權(quán)協(xié)議，并提供資金協(xié)助其搭建產(chǎn)線。據(jù)悉，臺(tái)積電已開(kāi)放未來(lái)產(chǎn)線的提前預(yù)訂合作模式，這或許是合作路徑之一。

而作為美國(guó)本土企業(yè)，特斯拉與英特爾代工服務(wù)（IFS）合作的可能性同樣存在，馬斯克本人也提及過(guò)這一選項(xiàng)。

毫無(wú)疑問(wèn)，美國(guó)迫切需要擴(kuò)大本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在地緣政治風(fēng)險(xiǎn)下，英偉達(dá)、特斯拉、AMD 等無(wú)晶圓廠企業(yè)完全依賴境外芯片生產(chǎn)，面臨巨大供應(yīng)鏈隱患。

馬斯克建晶圓廠，黃仁勛：沒(méi)那么容易

特斯拉CEO馬斯克在股東大會(huì)上表示，為滿足快速成長(zhǎng)的AI 芯片需求，正考慮自建規(guī)模超越臺(tái)積電「千兆工廠」的「TeraFab」。不過(guò)，芯片制造涉及極高技術(shù)門檻與巨額投入，英偉達(dá)CEO黃仁勛提醒，先進(jìn)制程并非砸錢就能復(fù)制，難度相當(dāng)高。

馬斯克指出，為因應(yīng)公司在人工智能（AI）領(lǐng)域的龐大半導(dǎo)體需求，可能直接投入自建芯片生產(chǎn)業(yè)務(wù)，并需要建立一座名為「TeraFab」（太級(jí)工廠）的芯片制造基地。

他將其與臺(tái)積電月產(chǎn)能逾10 萬(wàn)片晶圓的「Gigafab」（千兆工廠）相比，并強(qiáng)調(diào)新工廠規(guī)模將「大得多」。

目前臺(tái)積電將月產(chǎn)3 萬(wàn)至10 萬(wàn)片晶圓的廠區(qū)稱為「Megafab」（兆級(jí)工廠），而超過(guò)10 萬(wàn)片則為「Gigafab」。

若特斯拉建成TeraFab，其月產(chǎn)能將遠(yuǎn)超過(guò)10 萬(wàn)片晶圓，遠(yuǎn)超現(xiàn)今主流晶圓大廠，甚至可躋身全球最大芯片制造商之一。

以參考范例來(lái)看，臺(tái)積電位于美國(guó)亞利桑那州、總投資1,650 億美元的Fab 21，未來(lái)有望成為Gigafab 級(jí)園區(qū)，但馬斯克稱，特斯拉的計(jì)劃將比此更具規(guī)模。

然而，對(duì)于馬斯克的構(gòu)想，英偉達(dá)CEO黃仁勛于日前一場(chǎng)臺(tái)積電相關(guān)活動(dòng)上回應(yīng)指出，芯片制造的復(fù)雜程度常被外界低估。

他直言：「建立先進(jìn)芯片制造能力極其困難。除了廠房本身，臺(tái)積電累積的工程技術(shù)、科學(xué)研究與工藝經(jīng)驗(yàn)，都是高度挑戰(zhàn)?！?/p>

作為同時(shí)擁有AI 超級(jí)電腦與大量車用運(yùn)算需求的企業(yè)，特斯拉采購(gòu)大量英偉達(dá)GPU，且在Dojo 項(xiàng)目停止后，正推動(dòng)自研AI5 處理器，用于自動(dòng)駕駛汽車、機(jī)器人與資料中心。

為確保穩(wěn)定供應(yīng)，特斯拉目前采與臺(tái)積電、三星「雙來(lái)源代工」的方式。馬斯克還表示，英特爾( INTC-US ) 也可能成為合作對(duì)象，但目前尚未簽署任何協(xié)議。

馬斯克強(qiáng)調(diào)，隨著特斯拉AI 應(yīng)用持續(xù)擴(kuò)大，外部供應(yīng)將難以滿足需求，因此必須考慮成為類似臺(tái)積電、三星那樣的垂直整合制造商（IDM）。

馬斯克表示：「即便我們以供應(yīng)商芯片生產(chǎn)的最佳情況預(yù)估，未來(lái)的芯片供應(yīng)量仍然不足。因此，我們可能必須建造一座TeraFab，這勢(shì)在必行?！?/p>

要掌握先進(jìn)芯片制造，所需投入的資金與技術(shù)遠(yuǎn)超外界想像。以目前業(yè)界水準(zhǔn)來(lái)看，一座月產(chǎn)能約2 萬(wàn)片晶圓、可量產(chǎn)尖端制程的晶圓廠，動(dòng)輒需要數(shù)百億美元的投資，而且這還不包含后續(xù)的工藝開(kāi)發(fā)與量產(chǎn)調(diào)校成本。

作為范例，日本新創(chuàng)芯片制造商Rapidus 就正試圖挑戰(zhàn)這道高墻。

該公司計(jì)劃在未來(lái)數(shù)年內(nèi)建立2 nm制程的量產(chǎn)能力，并預(yù)估至2027 年完成可商用生產(chǎn)的廠房，整體支出約達(dá)5 兆日元（約320 億美元）。

這項(xiàng)目標(biāo)固然展現(xiàn)出強(qiáng)烈企圖心，但在全球半導(dǎo)體競(jìng)賽已高度成熟的今天，全新玩家要想直接切入最先進(jìn)節(jié)點(diǎn)，能否成功仍充滿變數(shù)。

分析指出，先進(jìn)工藝的研發(fā)流程本身就是一場(chǎng)漫長(zhǎng)且高度跨領(lǐng)域的挑戰(zhàn)。從工藝路線制定、材料與電晶體架構(gòu)設(shè)計(jì)開(kāi)始，到透過(guò)大量TCAD 模擬驗(yàn)證電性、應(yīng)力及漏電行為，任何一環(huán)出現(xiàn)偏差都可能使整條制程重來(lái)一次，因此光是「起步」階段往往就要耗費(fèi)數(shù)年。

Rapidus 雖已取得IBM授權(quán)的2 nm GAA 電晶體架構(gòu)，并可從比利時(shí)imec 與法國(guó)CEA-Leti 獲得部分技術(shù)合作，但電晶體架構(gòu)只是整條研發(fā)鏈的起點(diǎn)。

接下來(lái)，工程團(tuán)隊(duì)還需設(shè)計(jì)并調(diào)校成千上萬(wàn)道工藝步驟，包括前段電晶體成形（FEOL）、中段接觸層（MOL）與后段金屬互連（BEOL），其中沉積、蝕刻、微影與退火等制程皆要求達(dá)到原子等級(jí)的精度。

每個(gè)步驟都包含大量參數(shù)，需要極為深厚的工程經(jīng)驗(yàn)與反覆試驗(yàn)才能確保量產(chǎn)可靠性與良率。

即使前述工藝流程已經(jīng)串接完成，還需要建立PDK（工藝設(shè)計(jì)套件）、SPICE 模型與標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)，確保芯片設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能實(shí)際使用該制程進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

此時(shí)工廠端又必須同步調(diào)整生產(chǎn)線設(shè)備設(shè)定，使其能在真實(shí)量產(chǎn)環(huán)境中維持穩(wěn)定輸出，這同樣并非砸錢就能加速的過(guò)程。

最終，真正的考驗(yàn)在于「良率」。一家新進(jìn)廠商能否在短時(shí)間內(nèi)讓先進(jìn)制程達(dá)到可盈利的高良率，是決定能否站穩(wěn)市場(chǎng)的關(guān)鍵。而這往往需要資深工程團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期駐廠、反覆調(diào)整與無(wú)數(shù)次失敗。

至于Rapidus 能否在2027 年交出成果，業(yè)界普遍抱持觀望態(tài)度。結(jié)果如何，仍需時(shí)間驗(yàn)證。

（來(lái)源：wccftech）

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