台积电的 Fab18 超级工厂是全球唯一能够进行 3 纳米芯片雕刻的工业基地。这是一个独特的地点,不对所有人开放,只需简单地参观一下周边地区,您就可以衡量台积电的实力。以及台湾在半导体生产中的重要性。
有阅读和相信,也有去见。如果我们去台湾南部的骠骑兵去发现Fab 18 网站,它没有任何希望进入工厂或发现这个地点的任何秘密。但是,这只是用一个让半导体世界充满活力的词来衡量,这个词本身就概括了台湾台积电在半导体世界的力量:Gigafab。
Fab 18 位于台南,乘坐特快列车(美丽的日本新干线)两小时,距离台北中央车站半小时车程,只是台积电实力的一部分。除了邻近的其他晶圆厂外,台积电还有许多其他厂址:大部分在台湾,还有一些不太重要的厂址在中国或美国——即使在后一个国家,台积电也正在建设晶圆厂的点。
但是,在台积电的厂址组合中,Fab 18 将于 2023 年中期占据特殊地位。 Gigafab型,工厂产能达10万个以上晶圆月产量,是第一个5纳米量产基地。还有台积电已完善生产方式,将厂址升级至3nm。因此,它是目前世界上唯一能够生产具有这种雕刻精度的芯片的地方。
如果您关注半导体领域的永恒之战,您无疑知道电子电路的精细度是问题的关键:它们越精细,我们塞进的东西就越多,我们消耗的能源就越少。还有巨人喜欢苹果深谙此道:后者保留了工厂90%的产量,只给比赛留下了一些碎屑。无论如何,竞争仍保持谨慎:3 nm 节点是半导体历史上最昂贵的节点,每个节点的价格约为 20,000 美元晶圆。尖端硅片诞生于远离城市、台湾西南部田野中部的地方。
田野中央的巨人
与世界各地的许多工业用地一样,建筑的巨大性对土地造成了沉重的影响,这与首都的房地产压力不相适应——台北的房价多年来不断飙升。因此,Fab 18 来筑墙的地点既远离台北,又远离台积电的历史园区新竹。由另一家台湾人大信建筑有限公司监建。当地的芬奇 (Vinci) 已经开始建造住房、医院、商业建筑和尖端工业场地。
我们不应该被这些具有完全笔直的墙壁和屋顶的大立方体表面上的简单所愚弄:该场地的外部精致,内部复杂。既是为了芯片的生产,也是为了工厂必须面对的外部限制。除了台南地区的湿度和高温外,还要加上该地区强烈的地震约束,该地区是2016年所谓“美浓”地震的重灾区之一。位于双带俯冲带 –菲律宾板块和欧亚板块依次从上方经过。在这样的背景下,生产场地的内部必须准备好,机器放置在吸收冲击和波浪的机构上(当我们雕刻这个精细时,我们被迫扔掉晶圆在最轻微的振动下)。对于大型扫描仪(或踏步机英文)来自 ASML,世界上唯一能够执行 EUV 雕刻的机器。
另请阅读: 与我们一起参观(可能)生产您的计算机处理器的英特尔工厂(2022 年 12 月)
这是我们通过参观位于以色列基里亚特加特的以色列工厂得出的结论,而不是从台积电得出的结论。该公司拥有数百名不同的客户,其中一些客户像苹果公司一样偏执,因此该公司不适合让访问者访问其网站。此外,郑重声明,您在本文中看到的照片(外墙和徽标)导致我们受到安全部门的检查,尽管该网站在谷歌地图上可见。但台积电的保密文化如此强烈,以至于我们(很快)不得不缩短我们的拍照时间。
晶圆厂永远不会孤军奋战
工厂侧面超过一公里,台积电专用场地达数平方公里,我们用脚丈量台积电数百亿美元的投资。在道路两侧,我们走在完美无缺的人行道上,周围都是完美的草地——一群园丁正忙着浇水、开花和维护场地。当我们在下午 1 点左右参观时,温度为 32°C,湿度为 90%,我们经常看到运送材料甚至物质的卡车经过,比如工业气体巨头之一法国液化空气公司的这辆卡车。
在来回途中,就像使用谷歌地图导航一样,我们测量了这样一个站点的直接和间接权重:除了台积电站点之外,还有一大群供应商、分包商、餐馆、存储站点甚至我们遇到的同类竞争对手或制造商(生产液晶面板等)。使台南北部的这个地区成为技术砖块的主要集中地,这些技术砖块构成了我们日常购买和使用的电子产品。
这就是生态系统,傻瓜
在我们出汗、穿破鞋子之后——没有再离现场入口处的保安太近——这次外部访问的结果是,只有通过对照这些超级工厂的尺寸来衡量我们自己,我们才能可以“物理”衡量台积电在芯片世界的份量。虽然欧洲、美国、中国和日本正在加快芯片生产基地计划,以赶上台湾和韩国,但我们已经能够衡量任务的规模。
这些巨大的工地必须配备数千名训练有素的工人、技术人员和工程师。外部基础设施必须具有高容量。为了限制成本,该地点必须远离市中心,以保证更适中的土地价格(和工资)。而这样的生产巨头只能在供应商、竞争对手和合作伙伴组成的生态系统中真正诞生,所有这些都团结在一个生态系统中,一切都触手可及。从化合物到珍贵的水,在半导体生产领域至关重要。
因此,仅仅投入资金来建造这些价值数百亿美元的巨头是不够的;还需要数百甚至数千亿美元来建立工业区或巩固现有的生态系统(例如在格勒诺布尔,属于 ST Micro 的 Crolles 站点)。我们将不得不与三星和台积电等巨头合作。通过参观这些工厂的周围环境以及使用由这些工厂生产的芯片驱动的设备,近距离观察了后者的成就,我们可以说,半导体再工业化之战还远未取得胜利。 。台湾拥有长期保持领先地位的专业知识。