台積電的 Fab18 超級工廠是全球唯一能夠進行 3 奈米晶片雕刻的工業基地。這是一個獨特的地點,不對所有人開放,只需簡單地參觀週邊地區,您就可以衡量台積電的實力。以及台灣在半導體生產上的重要性。
有閱讀和相信,也有去見。如果我們去台灣南部的驃騎兵去發現Fab 18 網站,它沒有任何希望進入工廠或發現這個地點的任何秘密。但是,這只是用一個讓半導體世界充滿活力的詞來衡量,這個詞本身就概括了台灣台積電在半導體世界的力量:Gigafab。
Fab 18 位於台南,搭乘特快列車(美麗的日本新幹線)兩小時,距離台北中央車站半小時車程,只是台積電實力的一部分。除了鄰近的其他晶圓廠外,台積電還有許多其他廠址:大部分在台灣,還有一些不太重要的廠址在中國或美國——即使在後一個國家,台積電也正在建設晶圓廠的點。
但是,在台積電的廠址組合中,Fab 18 將於 2023 年中期佔據特殊地位。 Gigafab型,工廠產能達10萬個以上晶圓月產量,是第一個5奈米量產基地。還有台積電已完善生產方式,將廠址升級至3nm。因此,它是目前世界上唯一能夠生產具有這種雕刻精度的晶片的地方。
如果您關注半導體領域的永恆之戰,您無疑知道電子電路的精細度是問題的關鍵:它們越精細,我們塞進的東西就越多,我們消耗的能源就越少。還有巨人喜歡蘋果深諳此道:後者保留了工廠90%的產量,只給比賽留下了一些碎屑。無論如何,競爭仍保持謹慎:3 nm 節點是半導體歷史上最昂貴的節點,每個節點的價格約為 20,000 美元晶圓。尖端矽片誕生於遠離城市、台灣西南部田野中部的地方。
田野中央的巨人
與世界各地的許多工業用地一樣,建築的巨大性對土地造成了沉重的影響,這與首都的房地產壓力不相適應——台北的房價多年來不斷飆升。因此,Fab 18 來築牆的地點既遠離台北,又遠離台積電的歷史園區新竹。由另一家台灣人大信建築有限公司監建。當地的芬奇 (Vinci) 已經開始建造住房、醫院、商業建築和尖端工業場地。
我們不應該被這些具有完全筆直的牆壁和屋頂的大立方體表面上的簡單所愚弄:該場地的外部精緻,內部複雜。既是為了晶片的生產,也是為了工廠必須面對的外部限制。除了台南地區的濕度和高溫外,還要加上該地區強烈的地震約束,該地區是2016年所謂「美濃」地震的重災區之一。從上方經過。在這樣的背景下,生產場地的內部必須準備好,機器放置在吸收衝擊和波浪的機構上(當我們雕刻這個精細時,我們被迫扔掉晶圓在最輕微的振動下)。對於大型掃描器(或踏步機英文)來自 ASML,世界上唯一能夠執行 EUV 雕刻的機器。
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這是我們透過參觀位於以色列基里亞特加特的以色列工廠得出的結論,而不是從台積電得出的結論。該公司擁有數百名不同的客戶,其中一些客戶像蘋果一樣偏執,因此該公司不適合讓訪客造訪其網站。此外,鄭重聲明,您在本文中看到的照片(外牆和徽標)導致我們受到安全部門的檢查,儘管該網站在谷歌地圖上可見。但台積電的保密文化如此強烈,以至於我們(很快)就必須縮短我們的拍照時間。
晶圓廠永遠不會孤軍奮戰
工廠側面超過一公里,台積電專用場地達數平方公里,我們用腳丈量台積電數百億美元的投資。在道路兩側,我們走在完美無缺的人行道上,周圍都是完美的草地——一群園丁正忙著澆水、開花和維護場地。當我們在下午 1 點左右參觀時,溫度為 32°C,濕度為 90%,我們經常看到運送材料甚至物質的卡車經過,例如工業氣體巨頭之一法國液化空氣公司的這輛卡車。
在來回途中,就像使用谷歌地圖導航一樣,我們測量了這樣一個站點的直接和間接權重:除了台積電站點之外,還有一大群供應商、分包商、餐館、存儲站點甚至我們遇到的同類競爭對手或製造商(生產液晶面板等)。使台南北部的這個地區成為技術磚塊的主要集中地,這些磚塊構成了我們日常購買和使用的電子產品。
這就是生態系統,傻瓜
在我們出汗、穿破鞋子之後——沒有再離現場入口處的保安太近——這次外部訪問的結果是,只有通過對照這些超級工廠的尺寸來衡量我們自己,我們才能可以“物理”衡量台積電在晶片世界的份量。雖然歐洲、美國、中國和日本正在加快晶片生產基地計劃,以趕上台灣和韓國,但我們已經能夠衡量任務的規模。
這些巨大的工地必須配備數千名訓練有素的工人、技術人員和工程師。外部基礎設施必須具有高容量。為了限製成本,該地點必須遠離市中心,以確保更適中的土地價格(和工資)。而這樣的生產巨頭只能在供應商、競爭對手和合作夥伴組成的生態系統中真正誕生,所有這些都團結在一個生態系統中,一切都觸手可及。從化合物到珍貴的水,在半導體生產領域至關重要。
因此,僅僅投入資金來建造這些價值數百億美元的巨頭是不夠的;還需要數百甚至數千億美元來建立工業區或鞏固現有的生態系統(例如在格勒諾布爾,屬於ST Micro的Crolles 站點)。我們將不得不與三星和台積電等巨頭合作。透過參觀這些工廠的周圍環境以及使用由這些工廠生產的晶片驅動的設備,近距離觀察了後者的成就,我們可以說,半導體再工業化之戰還遠未取得勝利。台灣擁有長期保持領先地位的專業知識。