拜登總統(tǒng)的振興美國半導體芯片業(yè)夢想,面臨著來自供應鏈復雜性的現(xiàn)實考驗。
從現(xiàn)代汽車(Hyundai Motor)新電動汽車IONIQ 5需要的一款芯片,就可了解拜登總統(tǒng)解決困擾汽車制造商和其他行業(yè)的半導體芯片短缺問題的挑戰(zhàn)。
該芯片由美國公司On Semiconductor設計,主要組成部分是相機圖像傳感器。其設計環(huán)節(jié)完成后,首先送到意大利的一家工廠生產(chǎn),也即在原始硅晶片上刻印復雜的電路,接著把這些硅晶片送到中國臺灣地區(qū)進行封裝和測試,接下來運往中國大陸組裝到相機部件中,之后再發(fā)往韓國的現(xiàn)代汽車零部件供應商,最后到達現(xiàn)代汽車生產(chǎn)工廠。
這種圖像傳感器的短缺,導致現(xiàn)代汽車韓國工廠停產(chǎn),使其成為最新遭受全球供應困境的汽車制造商。同樣的問題,也已經(jīng)讓通用、福特和大眾等大多數(shù)汽車制造商的生產(chǎn)癱瘓。
圖像傳感器供應鏈曲折旅程顯示,芯片行業(yè)解決當前供應短缺問題多么復雜,美國重振芯片制造業(yè)所面臨的任務多么艱難。
當?shù)貢r間周一,拜登總統(tǒng)在華盛頓召集半導體行業(yè)高管,討論當前芯片危機的解決方案,這是美國政府欲振興美國國內(nèi)芯片業(yè)的最新舉措。此外,作為美國政府日前提出的2萬億美元基礎設施建設方案的一部分,拜登還提議投資500億美元用于美國的芯片制造和研發(fā),稱這有助于美國贏得全球競爭。
這500億美元的芯片制造和研發(fā)資金,其中大部分可能將用于對英特爾、三星和臺積電在美國新建先進芯片工廠的補貼。但行業(yè)高管表示,解決更廣泛的供應鏈問題至關(guān)重要。因此,拜登政府面臨著政府資金補貼方向的復雜選擇。
“試圖從上游到下游重建整個供應鏈是不可能的,”O(jiān)N Semiconductor高級副總裁大衛(wèi)·索莫(David Somo)向媒體表示。“因為那樣做,將要付出離譜的代價?!?/p>
目前在全球半導體芯片制造能力中,美國只占12%左右,低于1990年的37%。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,目前全球超過80%的芯片生產(chǎn)能力分布在亞洲。
生產(chǎn)一個電腦芯片需要1000多個步驟,經(jīng)過70個獨立的邊境口岸和許多專業(yè)公司。這些公司大多數(shù)在亞洲,并且許多都不怎么出名。
芯片生產(chǎn)的全過程,從原始硅晶盤開始,經(jīng)過被稱作“晶圓廠”的芯片工廠通過復雜化學工藝,將電路蝕刻到硅晶片。在這之后即進入芯片包裝階段。
包裝步驟最能很好地說明供應鏈的挑戰(zhàn)。從晶圓廠生產(chǎn)出來的硅晶片,每片都包含數(shù)百甚至數(shù)千個指甲大小的芯片,它們必須被切成單獨的芯片,然后放進一個包裝單元。
所謂包裝,就是將單個芯片放進一個“引線框”,并將其焊接到電路板上,并封裝進樹脂保護外殼。
由于這一步驟是在勞動密集型崗位完成,導致芯片公司數(shù)十年前就將這一業(yè)務外包給中國大陸、中國臺灣、馬來西亞和菲律賓等地生產(chǎn)。
“如果拜登政府振興芯片業(yè)的努力能取得成功,他們就必須幫助重建美國的芯片包裝行業(yè)?!奔又菪酒b公司Promex首席執(zhí)行官迪克·奧特(Dick Otte)說,“否則,就是在浪費時間。這就像造一輛車,沒有車身一樣?!?/p>
但較新的芯片包裝流程,對勞動密集型崗位的依賴降低,這導致一些美國芯片制造商相信它們可以將芯片制造業(yè)從國外拉回來。
南加州大學電子及計算機工程教授托尼?利維伊(Tony Levi)表示,重建美國芯片包裝業(yè)不僅能夠讓芯片公司及其客戶免受地緣政治風險,也將幫助他們更快地生產(chǎn)出需要的芯片。
利維伊稱,英特爾、臺積電、三星和格羅方德(GlobalFoundries)在亞利桑那州、德克薩斯州和紐約州,都已經(jīng)設有工廠或正在計劃設廠,這三個州將適合發(fā)展成供應鏈集群。
利維伊說,“美國非常擅長的是,系統(tǒng)設計、產(chǎn)品設計和制造本身之間的密切合作?!?/p>
芯片設計公司Silicon Labs首席執(zhí)行官泰森·塔特爾(Tyson Tuttle)指出,成熟芯片現(xiàn)在嚴重短缺。因此,業(yè)內(nèi)人士認為,美國不僅需要投資建設具有先進技術(shù)的晶圓廠,也需要投資老舊成熟的技術(shù)。
塔特爾說,“對半導體行業(yè)的投資不均衡,對最先進技術(shù)的投資過多。”
不過,拜登政府將如何平衡對芯片行業(yè)許多子部門所需的投資,這仍待觀察。(天門山)
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