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milantiyu官网-在美国建芯片厂有多难?18000个难题等着你!

2025-12-15   •米兰tiyu新闻 

中国台湾的台积电(TSMC)将凤凰城打造成半导体制造中心的过程,揭示了美国大型项目建设面临的重重困境。本文作者彼得・古德曼从事贸易相关报道已有 25 年,其中在亚洲工作超过 10 年,对不同地域的实际情况有深入了解。

在索诺兰沙漠一片空旷的土地上拔地而起的半导体芯片工厂,彰显着 “规模宏大” 的真正含义。这个综合体项目占地 1149 英亩(约 4.65 平方公里),面积比纽约中央公园还要大,总投资额高达 1650 亿美元,是全球耗资最高的工程之一。

在凤凰城(菲尼克斯)北部边缘,这片工厂集群象征着美国追求工业自给自足的努力。这些工厂专为生产先进半导体芯片而设计 —— 这种芯片堪称现代制造业的 “大脑”,将为提供人工智能服务的数据中心提供动力支持。

美国政界领导人对这些工厂的落地表示欢迎,认为它们是应对地缘政治动荡和疫情等灾害的 “保障”。无论发生何种情况,美国都将拥有自己的芯片供应来源。但作为这一项目的核心、被视为关乎国家安全的企业,并非美国本土企业。全球半导体行业的领军者 —— 中国台湾积体电路制造股份有限公司(台积电),凭借其投资、人才和专业技术,将这些蓝图变为了现实。

此外,数十家其他企业(部分为美国本土企业,但多数来自东亚)也在当地设立了工厂,为台积电提供从化学品、零部件到建筑工程服务等各类所需物资和服务。这些企业累计为当地经济额外投资了 400 亿美元。

芯片产业如何布局扩散

凤凰城的大都市区现有280家半导体及供应链企业,员工总数超过 4 万人。

企业

员工人数

台积电(TSMC)

3000 人(预计)

Amkor

3000 人(预计)

英特尔(Intel)

12605 人

来源:大凤凰城经济委员会、马里科帕县政府协会、亚利桑那州立大学

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凤凰城周边的半导体企业分布

凤凰城能够转型为芯片产业中心,背后有一个无可回避的事实:若没有来自太平洋彼岸的专业技术和资金支持,这一切都无从谈起。美国上一座大型本土芯片工厂于 2013 年投产,因此,若没有大量外部帮助,美国缺乏建设此类工厂的经验。

即便有了这些支持,建设过程依然波折不断,不仅失误频发,成本也高得惊人。从一片荒芜之地到如今被称为 “硅沙漠” 的转变过程,凸显了美国社会的一个显著特征:错综复杂的官僚体系常常阻碍宏伟愿景的实现,引发混乱、不确定性和延误,进而加剧惰性,抑制发展。

在凤凰城以西、台积电工厂附近的一个社区,凯西・巴特尔海姆(Kathy Bartelheim)和她的邻居们从未想过要参与到这场全国性的芯片制造热潮中。65岁的巴特尔海姆女士居住在一片红棕色的土地上,周围点缀着仙人掌和野花。她十年前买下了这栋房子。“我看中的是这里的宁静、安详与独处氛围,” 她说,“这里有一种神奇的感觉。”

去年,她得知安靠科技(Amkor Technology)计划在附近建造一座所谓的 “先进半导体封装厂”,用于组装台积电生产的芯片。她和其他居民对此感到震惊。他们脑海中浮现出运送有毒化学品的重型卡车,以及工厂对当地稀缺水资源的大量消耗。于是,他们联合起来表示反对,担心安靠科技拟建的工厂会破坏她在凤凰城附近家园的宁静与独处氛围。他们最终取得了胜利,安靠科技将工厂选址改到了其他地方。

关注环境的房主与关乎国家供应链韧性的工厂之间的这场对峙,集中体现了制约美国发展愿景的广泛力量。这也是从纽约到俄亥俄州再到得克萨斯州的多个芯片产业集群建设遭遇延误的部分原因,更是全球企业不愿在美国建厂的症结所在 —— 它们担心面临纷繁复杂的监管规定,且难以找到合适的工人。

在中国台湾岛内,台积电习惯了雷厉风行的行事风格,能够获取推进其惊人扩张所需的一切资源、人才和监管批准。然而在凤凰城,台积电及其供应商却不得不应对一套完全不同的复杂体系。他们被繁琐难懂的许可审批流程困扰,难以找到具备所需技能的工人,还得应对高昂的营商成本,最终凭借坚定的意志和巨额资金投入才得以推进项目。

在美国政府要求其本土建厂的压力下,台积电已完成一座所谓的 “晶圆厂”(目前已投入芯片生产),同时仍在继续建设另外两座。该公司还规划在凤凰城基地再建三座工厂,以及两座先进封装设施。这些计划全部完成后,台积电预计将有近三分之一的先进芯片在美国生产。

“我们一开始就知道这会非常困难,” 台积电亚利桑那州总裁罗斯・卡斯塔涅斯(Rose Castanares)在最近的一次采访中表示,“我们从中吸取了教训。”

这一挑战既反映了将太平洋彼岸的成功模式引入美国的复杂性,也凸显了美国治理体系的多个层面。特朗普总统誓言要推动美国制造业复苏,并将其作为经济计划的核心。他在很大程度上依赖关税手段,迫使企业在美国建厂并雇佣美国工人。他坚信,全球最大消费市场的吸引力足以让企业克服其他挑战。但这一简单的解决方案却面临着一个现实:美国缺乏具备所需技能的工人。

三年前,就在台积电准备进驻凤凰城之际,其创始人张忠谋(Morris Chang)指出,在俄勒冈州一座规模较小的工厂生产芯片的成本,比在中国台湾高出50%。他预测亚利桑那州的情况也会类似。“这将是一场代价高昂却徒劳无功的尝试,” 张忠谋在接受布鲁金斯学会采访时表示,“在全球市场上,它将缺乏竞争力。”

在中国台湾,台积电及其供应商在专门的工业区建设设施,通常只需获得主管部门的一项许可。而在亚利桑那州,他们必须遵守市、县、州和联邦四级监管规定,需要获得数千项批准。

“每一步都需要许可,而且许可获批后,所需时间至少是中国台湾的两倍,” 台积电董事长兼首席执行官魏哲家(C.C. Wei)2025年在台大表示。

该公司需要获得市县当局的许可,以遵守州和联邦的相关法规。在许多情况下,当地并不存在针对半导体行业的专项法规,因此台积电不得不组建专家团队,自行制定相关条款并争取批准。“我们最终制定了 18000 项规则,为此花费了 3500 万美元。” 魏哲家说。

在本土习惯了高效建设流程的台积电,在凤凰城面临着层层叠叠的监管规定。这样的抱怨源于美国曾经的一项非凡成就。几十年来,美国通过监管减少了空气和水污染,同时提高了工作场所的安全性。但围绕这些规则形成的官僚体系,往往缺乏连贯性。“阻碍美国制造业发展的一些主要问题,与实质性的环境标准几乎没有关系,” 美国创新基金会(一家与硅谷相关联的研究机构)基础设施政策主任托马斯・霍克曼(Thomas Hochman)表示。

他提到了《国家环境政策法》,该法案要求联邦机构考虑和评估项目的影响,但并未强制要求采取具体行动。“它并没有规定‘你不能排放X污染物’,” 霍克曼说,“也没有规定‘你不能排放Y污染物’,它只是要求‘你需要提交相关文件’。”

环保人士对这一说法提出了质疑,他们认为文件要求在迫使机构记录开发项目对自然环境的影响方面发挥着至关重要的作用。该法律还要求当局考虑危害性较小的替代方案。

一些人认为,凤凰城面临的挑战更多地反映了东亚地区对半导体行业的特殊扶持,而非美国自身的不足。塔夫茨大学经济历史学家、畅销书《芯片战争》(Chip War)的作者克里斯・米勒(Chris Miller)表示,在中国台湾,经济增长以芯片制造为主导,因此政府 “专注于简化一切流程”。“我们没有理由为了适应芯片行业而改变所有事情。”

通往凤凰城之路

台积电进驻凤凰城,反映了其对地缘政治风险的重新评估。该公司并非是在全球范围内考察评估后认为凤凰城是最适合生产芯片的地方,而是应客户的要求做出的决定。积电不设计芯片,而是为苹果、英伟达等企业代工生产。其中,英伟达是人工智能爆发式增长的核心企业。近年来,台积电的客户越来越担心其对中国台湾工厂的依赖 ,台积电最大的客户之一敦促该公司在美国建立一座先进制造厂。

“他们在疫情前就向我们提出了这个要求,” 卡斯塔涅斯女士说,“我们只是按照客户的要求去做。”

拜登政府致力于减少美国对海外工厂的依赖,通过《芯片与科学法案》(CHIPS and Science Act)拨款超过 520 亿美元作为补贴,以吸引计算机芯片制造商赴美建厂。其中,台积电获得了 66 亿美元的资金支持。亚利桑那州商务厅(一家经济发展机构)积极争取台积电的入驻,强调该州作为半导体生产中心的历史传承。摩托罗拉早在 20 世纪 50 年代中期就开始在该地区生产计算机芯片,英特尔则于 1980 年在钱德勒市开设了一家晶圆厂。

亚利桑那州立大学也主动展示其行业专业知识和积极的扩张计划。在过去 15 年里,该校工程专业学生人数从 6000 人增长到了 33000 人。“我们认为:有些东西无论如何都必须在本土制造,” 该校校长迈克尔・克劳(Michael Crow)表示,“除了战争时期,我们从未有过这样的想法。”

但在凤凰城,任何建设项目都必须考虑水资源问题。水资源短缺已促使州和地方当局限制开发活动。芯片工厂需要消耗大量水资源。台积电前三座工厂预计每天共需1640 万加仑(约 6.21 万立方米)水,相当于20万户家庭的日用水量。台积电表示,这些用水中,来自市政供水的比例将非常小。该公司正在建设一座废水处理厂,最终将实现几乎100%的水资源回收利用。

该地区拥有大片未开发土地,气候条件也十分有利。夏季气温超过 110 华氏度(约 43.3 摄氏度),但天气可预测性强,基本不会发生洪水、龙卷风等灾害。

到 2024 年春季,台积电已承诺在凤凰城建设三座工厂,投资额达 650 亿美元。随后,特朗普总统重新上任,促使该公司将计划投资额增加了一倍多。他将台积电定位为其提升美国制造业水平的竞选核心。

人才短缺难题

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图:台积电凤凰城工厂的扩建工程现场

制造高性能芯片堪称一项工业奇迹。通过类似制作摄影底片的工艺,数十亿个微型晶体管被压缩到硅片上。所用设备发射的光束极其纤细,人类头发的直径将至少是其5000 倍。

但安装这些设备并确保其正常运行,需要具备专业培训和经验的人员。两年前,台积电承认,很难在当地找到掌握相关技能的人才,因此从中国台湾引进了500多名经验丰富的工人。当地工会指责台积电违反了联邦补贴的精神和相关规定,并敦促移民当局拒绝为这些中国台湾工人发放签证。台积电通过承诺优先雇佣美国工人解决了这一冲突,但劳资纠纷仍在继续。

28 名台积电亚利桑那州和加利福尼亚州工厂的前员工及现任员工提起诉讼,指控该公司依赖中国台湾高管 —— 这些高管用中文处理业务,排挤美国工人,并贬低本地雇员。

诉讼还描述了晶圆厂内存在的危险工作环境,称台积电习惯性地从中国台湾引进工人,而不愿投资培训本地人。“他们认为美国工人懒惰、无能且愚蠢,”34 岁的原告大卫・阿米里(David Amiri)说。他曾在台积电担任消防工程师两年。“对他们来说,自己动手做事比教别人更容易。”

台积电拒绝就诉讼发表评论,但在一份声明中表示,该公司 “致力于为员工提供安全、友好和包容的工作环境”。当地公司总裁卡斯塔涅斯女士承认,在追求项目进度和花时间培养本地劳动力之间存在矛盾。“我们正在努力寻找这种平衡,” 她说。

该公司表示,晶圆厂3000名员工中,大部分是在美国招聘的。为台积电工作的当地顾问、律师和房地产经纪人表示,台积电的管理人员面临着中国台湾总部设定的截止日期压力。雇佣不精通中文、不熟悉公司运作方式的人,容易引发沟通失误。

当地建筑公司也不熟悉中国台湾开发的专业技术,包括管道铺设和连接工艺。

“美国承包商经历了一个巨大的学习过程,” 拜登政府时期芯片计划办公室经济安全主任哈桑・汗(Hassan Khan)说,“台积电在台湾拥有一个精细调整的生态系统,有完善的流程。但当他们来到这里,这个生态系统并不存在。”

在中国台湾,台积电的管理模式被许多人描述为 “家长式”—— 为员工提供工作保障和培训,以换取他们无私的奉献。员工需要在工厂有需求时放下家庭活动。而美国工人则有着更明确的权利意识。

“这是两个完全不同的世界,” 为入驻的台积电供应商提供服务的W咨询公司总裁明迪・吴(Mindy Wu)说。美国工人希望按时下班,或者获得加班费。“而对于台湾企业来说,” 她说,“老板希望你留下来完成工作。”

动植物与灭火器引发的难题

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台积电施工现场附近的野生动物警示标识

台积电及其供应商对美国西南部的开发挑战感到意外。“他们来得太快了,根本不了解这里的游戏规则,” 与台积电供应商合作的凤凰城建筑公司 Archicon 的创始人兼管理合伙人杰里・W・普朗克(Jere W. Planck)说,“他们不知道自己有哪些地方不懂。”

亚利桑那州当局要求该公司对选址进行调查,确保没有沙漠陆龟栖息。凤凰城要求台积电识别并重新种植受保护的沙漠植物物种。去年,美国环境保护署通知包括凤凰城在内的马里科帕县,计划将当地的臭氧污染威胁等级重新归类为 “严重”。这将使台积电更难获得《清洁空气法》相关批准。不过,在特朗普总统的推动下,该机构放宽了相关标准。

2022 年 6 月,阿米里加入台积电时,原本以为公司会重视他在适用安全规范方面的知识 —— 他曾担任凤凰城消防检查员三年多。他告诉上司,公司需要扩建自动喷水灭火系统。一些建筑的屋顶延伸到外墙之外,必须在上方安装喷水器。他说,这是一个关乎安全的实质性问题。但阿米里表示,他对接的中国台湾经理却无视了他的担忧。

“他们想在美国完全照搬中国台湾的做法,” 他说,“他们的设计一点都没变。”

阿米里说,台积电保险公司的一名检查员后来发现了这个缺陷,并要求整改,整改成本高达 “六位数”。

2024 年 6 月,他因失望而辞职。

为台积电晶圆厂提供高纯度空气的林德公司(Linde),在工厂旁边建造了一座设施,包括一条耗资4500万美元的管道。普朗克说,仅这条管道,林德就需要获得 150 项许可。甚至堆放场地平整后多余的泥土,也需要获得许可。每项许可都需要进行多达 15 次检查。该公司还需要获得美国联邦航空管理局的批准,才能建造一座塔楼。

凤凰城还要求林德从附近的一个射击场获得书面承诺,保证不会朝其工厂方向开枪。

芯片需求与社区担忧的冲突

芯片封装企业安靠科技(Amkor)不仅仅是另一家供应商,更是整个产业链拼图中缺失的关键一环。先进封装技术将新生产的芯片组装起来,用于消费电子产品等设备。

“它们是核心支柱企业之一,” 亚利桑那州商务厅副总裁迈克尔・罗萨斯(Michael Rosas)说。2023 年底,安靠科技宣布计划在皮奥里亚市(凤凰城以西的一座城市)投资 20 亿美元建设一座工厂。

“我们需要靠近制造商,” 安靠科技首席运营官凯文・恩格尔(Kevin Engel)在采访中表示。该项目通过《芯片法案》获得了 4 亿美元的联邦拨款。虽然这笔资金需达到相关里程碑才能发放,但公司表示有信心获得。

2024 年 2 月,皮奥里亚市议会与安靠科技达成了开发协议。这座工厂原本计划建在一片 320 英亩(约 1.29 平方公里)的土地上,该区域原本规划用于建设住宅、餐厅和办公场所。

居民们表示强烈反对。一座工厂怎么能与周边环境兼容?市政府官员做出了保证,称最高建筑不会超过 54 英尺(约 16.5 米)。然而,到了 2025 年 1 月,规划中的工厂高度翻了一番,占地面积也扩大到最初的四倍多。

恩格尔说,安靠科技面临着增加产能的压力,以满足台积电对人工智能芯片不断增长的需求。其投资额已增至 70 亿美元。

维斯塔尼亚社区(Vistancia)的居民挤满了皮奥里亚市议会会议,要求停止工厂建设,并威胁采取法律行动。市政府在公开场合坚持原有决定。

皮奥里亚市市长杰森・贝克(Jason Beck)已将安靠科技工厂列为主要经济发展目标。在幕后,他促成了一项协议:市政府通过州土地拍卖购买了一块更大、更偏远的地块。该公司最近已在新址破土动工。

“有时候,事情会变得很棘手,” 贝克说。

“这仅仅是个开始”

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图 光环维斯塔(Halo Vista)是一个大型商业房地产项目,计划建在台积电工厂旁边。

在东边几英里外的台积电厂区,玻璃幕墙的办公室在阳光下闪闪发光,高大的起重机在浅色的土地上运送物资。运土车在地面作业,扬起阵阵尘土。

穿过一条新铺设的街道,曼哈顿时代华纳中心的开发商麦晋桁房地产集团(Mack Real Estate Group)正在开发一个占地 2300 英亩(约 9.31 平方公里)的完整社区 —— 光环维斯塔(Halo Vista)。该项目第一阶段预计于明年初破土动工,将以酒店、大型零售商、汽车经销商、餐厅和健身房为核心。

未来20年,后续开发阶段将包括工业区、办公区和9000套住房。该项目的前提是,台积电的供应商将继续跟随该公司进驻凤凰城。

最近一个下午,在台积电厂区内,中庭中央搭建了一个舞台,举行庆祝仪式 —— 为其最重要的客户之一、硅谷巨头英伟达(Nvidia)生产先进人工智能芯片。

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图 英伟达首席执行官黄仁勋(Jensen Huang)在凤凰城工厂发表讲话后,为台积电员工签名。

英伟达创始人黄仁勋(Jensen Huang)走进大楼,整个设施内顿时响起热烈的欢呼声。员工们惊叹不已,许多人挤在阳台上,想一睹这位推动他们所生产产品需求的企业家的风采,纷纷举起手机拍照。

“对美国来说,这是一个非常重要的日子,” 黄仁勋在讲台上说,“这仅仅是个开始。”

他抬头望向聚集在阳台上的员工,提到许多人都是远道而来。

“如果没有这么多中国台湾家庭远赴美国,” 他说,“这一切都不可能实现。”

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