過(guò)去十年來(lái)，在全球半導(dǎo)體一輪又一輪的分工體系之下，歐洲、日韓以及中國(guó)并沒(méi)有產(chǎn)生較強(qiáng)的Fabless生態(tài)，其它地區(qū)總體衰微的態(tài)勢(shì)讓美國(guó)鞏固了在該領(lǐng)域的強(qiáng)勢(shì)地位。
按公司總部所在地劃分的IC銷(xiāo)售市場(chǎng)份額
?。▓D源：IC Insights）
上圖直觀地反映了全球半導(dǎo)體企業(yè)排除純晶圓代工廠之后美國(guó)的巨大優(yōu)勢(shì)，證明著美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)作為全球化分工的最大受益者之一，充分享受了時(shí)代的紅利。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年美國(guó)的半導(dǎo)體公司銷(xiāo)量額高達(dá)2575億美元，占據(jù)了全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的46.3%，接近全球一半的份額了。
隨著產(chǎn)業(yè)分工的細(xì)化和資本投入的精準(zhǔn)化，不同半導(dǎo)體企業(yè)的產(chǎn)能、產(chǎn)品線類(lèi)型的分工也越來(lái)越地域性地系統(tǒng)化。從不同類(lèi)型的產(chǎn)品模式來(lái)看，絕大部分存儲(chǔ)芯片和模擬芯片大廠都采用了IDM模式，盡可能把生產(chǎn)銷(xiāo)售鏈掌握在自己手里；而邏輯芯片則由于產(chǎn)品周期、交貨流程、人力資金投入力度以及芯片工藝等一系列因素的疊加，79%的產(chǎn)能和47%的銷(xiāo)售都走了外包模式。
經(jīng)過(guò)一波整合和外包浪潮之后，大多數(shù)美國(guó)公司都退出了制造業(yè)競(jìng)賽。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）發(fā)布的《2021年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》表示，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)地帶主要集中在EDA、核心IP、芯片設(shè)計(jì)、制造設(shè)備等研發(fā)密集型領(lǐng)域，但在芯片制造的份額正在急劇下降。
美國(guó)曾是全球最大的芯片制造國(guó)，英特爾也曾長(zhǎng)達(dá)20多年在芯片制造行業(yè)居于第一名，依靠英特爾、德州儀器（TI）等企業(yè)在全球芯片行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位，美國(guó)在芯片制造行業(yè)曾占有近五成的份額。但據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)如今約75%的全球半導(dǎo)體制造能力，包括全部的10納米以下先進(jìn)制程制造能力都由亞洲貢獻(xiàn)。
在過(guò)去十年中，各國(guó)通過(guò)強(qiáng)有力的激勵(lì)計(jì)劃吸引半導(dǎo)體制造企業(yè)，美國(guó)以外地區(qū)芯片產(chǎn)出的增長(zhǎng)速度是美國(guó)的五倍。而美國(guó)半導(dǎo)體制造業(yè)在全球的份額從1990年的37%一直跌到了2020年的12%。
世界各地區(qū)產(chǎn)能對(duì)比圖
?。▓D源：SIA）
究其原因，一是美國(guó)半導(dǎo)體公司的制造部門(mén)大多位于海外，或是Fbless企業(yè)利用亞洲的代工廠。雖然全球的半導(dǎo)體分工使芯片供應(yīng)鏈實(shí)現(xiàn)了巨大增長(zhǎng)和行業(yè)創(chuàng)新，但半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的脆弱性也不容忽視。尤其是在中美科技戰(zhàn)以及全球供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的大背景下，半導(dǎo)體制造的重要性被相關(guān)政府部門(mén)和機(jī)構(gòu)層層加碼，依賴于亞洲芯片代工廠的美國(guó)猶如熱鍋上的螞蟻，急于推動(dòng)半導(dǎo)體本土制造，需要更大力度的投資和激勵(lì)措施以強(qiáng)化半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的競(jìng)爭(zhēng)力。
重啟晶圓代工業(yè)務(wù)的英特爾，已經(jīng)意識(shí)到了自身困局所在，英特爾的問(wèn)題也進(jìn)一步映射出美國(guó)半導(dǎo)體制造的癥結(jié)。
為了扭轉(zhuǎn)這些不利局面，美國(guó)的政界和工業(yè)界不斷有聲音要求加強(qiáng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，讓芯片制造回歸美國(guó)。美國(guó)參議院于2021年年中通過(guò)《美國(guó)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)法》(USICA) (S.1260)，其中包括520億美元的聯(lián)邦預(yù)算用于美國(guó)芯片法案。今年年初美國(guó)眾議院又通過(guò)《2022年美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)法案》，同樣包括520億美元撥款用于增強(qiáng)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，其中，390億美元用于激勵(lì)本土半導(dǎo)體制造和研發(fā)，以及105億美元的項(xiàng)目資金。
此外，作為CHIPS法案的補(bǔ)充，眾議院還在本月通過(guò)了《促進(jìn)美國(guó)制造的半導(dǎo)體》（FABS）法案，為半導(dǎo)體投資提供稅收抵免。
從一系列舉措能夠看出，短期內(nèi)美國(guó)謀求打造完整的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的決心堅(jiān)定，美國(guó)尋求建立一個(gè)支持國(guó)內(nèi)商業(yè)制造的生態(tài)系統(tǒng)，使Fabless公司能夠在美國(guó)本土的晶圓廠和OSAT中以成本效益和可靠性的方式制造其尖端產(chǎn)品。
美國(guó)芯片制造現(xiàn)狀
從美國(guó)當(dāng)局的反應(yīng)以及行業(yè)直觀數(shù)據(jù)來(lái)看，美國(guó)半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)十分薄弱。SIA同樣連續(xù)在幾篇報(bào)告中強(qiáng)調(diào)美國(guó)在半導(dǎo)體制造能力的份額從37%下降到12%的頹勢(shì)和窘境。
然而，業(yè)內(nèi)人士仔細(xì)觀察也能發(fā)現(xiàn)，美國(guó)宣稱的“制造能力”的大幅下滑僅是外包代工的那一部分產(chǎn)能，而一直有意回避了30多年來(lái)美國(guó)IDM和Fabless份額穩(wěn)中有升，且上升幅度不亞于東亞地區(qū)的這一事實(shí)現(xiàn)狀。
IDM企業(yè)從設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)甚至下游電子產(chǎn)品一條龍全包，規(guī)模大、技術(shù)全面、資金雄厚。從全球范圍看，美國(guó)是妥妥的IDM霸主，占據(jù)全球近一半的市場(chǎng)份額。2022年的Factbook統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)在本土的制造基地比在任何其他國(guó)家都多，美國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)能大部分是由美國(guó)公司完成的。2021年，美國(guó)大約80%的半導(dǎo)體晶圓制造能力來(lái)自總部位于美國(guó)的公司。
美國(guó)絕大多數(shù)的半導(dǎo)體制造都是由美國(guó)公司完成的
結(jié)合IC Insights最新發(fā)布的數(shù)據(jù)也能看到，2021年IDM、無(wú)晶圓廠公司和 IC 總銷(xiāo)售額的區(qū)域市場(chǎng)份額由總部位于美國(guó)的公司領(lǐng)先，其中IDM占據(jù)了47%的市場(chǎng)份額，以IDM模式運(yùn)營(yíng)的半導(dǎo)體公司和晶圓代工廠同樣擁有生產(chǎn)芯片的能力。
按公司總部所在地劃分的2021年IDM和無(wú)晶圓廠公司在IC銷(xiāo)售中的份額
?。ㄔ摂?shù)據(jù)不包括純代工廠，圖源：IC Insights）
可見(jiàn)，美國(guó)只是在純晶圓代工領(lǐng)域存在一定短板，在以IDM模式為代表的模擬芯片和存儲(chǔ)芯片制造方面可謂基礎(chǔ)雄厚（更多的是制造一些相對(duì)工藝成熟一點(diǎn)的芯片，在先進(jìn)工藝上存在不足）。
ATREG公司創(chuàng)始人兼總裁/首席執(zhí)行官Stephen Rothrock表示，美國(guó)目前有70多家運(yùn)營(yíng)中的晶圓廠，由于臺(tái)積電、英特爾、三星和Globalfoundries之間的軍備競(jìng)賽，以及模擬廠商的持續(xù)擴(kuò)產(chǎn)，這個(gè)數(shù)字將在未來(lái)幾年增加。鑒于運(yùn)營(yíng)中的晶圓廠數(shù)量和改善半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的重要性，交易將繼續(xù)呈上升趨勢(shì)。
全球各地區(qū)200mm、300mm代工廠情況
?。▓D源：ATREG）
SIA表示，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)是世界上最先進(jìn)的制造業(yè)之一，美國(guó)18個(gè)州是主要半導(dǎo)體制造設(shè)施或晶圓廠的所在地。
美國(guó)本土晶圓制造部門(mén)分布在18個(gè)州中
?。▉?lái)源：SIA）
根據(jù)SIA信息，筆者按照各州劃分對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體制造廠進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和梳理：
加利福尼亞州
Vishay：工廠位于加利福尼圣克拉拉市，開(kāi)放時(shí)間為1997年，晶圓尺寸150毫米
ADI：工廠位于加利福尼亞州羅斯維爾，開(kāi)放時(shí)間為2001年，晶圓尺寸150毫米
英飛凌：工廠位于加利福尼亞州特曼庫(kù)拉，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸150毫米
TowerJazz：工廠位于加利福尼亞州紐波特海灘，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸200毫米
Skyworks：工廠位于加利福尼亞州紐伯里公園，開(kāi)放時(shí)間為1984年，晶圓尺寸150毫米
TSI：工廠位于加利福尼亞州羅斯維爾，開(kāi)放時(shí)間為2006年，晶圓尺寸200毫米
IXYS（被Littelfuse收購(gòu)）：工廠位于加利福尼亞州羅斯維爾，開(kāi)放時(shí)間為2006年，晶圓尺寸200毫米
Silicon Microstructures（2019年被泰科電子收購(gòu)）：工廠位于加利福尼亞州羅斯維爾，開(kāi)放時(shí)間為1991年，晶圓尺寸150毫米
得克薩斯州
X-FAB：工廠位于加利福尼亞州拉伯克，開(kāi)放時(shí)間為1977年，晶圓尺寸150毫米
Skorpios：工廠位于加利福尼亞州奧斯汀，開(kāi)放時(shí)間為1989年，晶圓尺寸300毫米
賽普拉斯（被英飛凌收購(gòu)）：工廠位于加利福尼亞州奧斯汀，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸200毫米
恩XP：工廠位于加利福尼亞州奧斯汀，開(kāi)放時(shí)間為1991年，晶圓尺寸200毫米
恩XP奧斯汀與技術(shù)中心：工廠位于加利福尼亞州奧斯汀，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸200毫米
TowerJazz：工廠位于加利福尼亞州圣安東尼奧，開(kāi)放時(shí)間為1989年，晶圓尺寸200毫米
三星：工廠位于加利福尼亞州奧斯汀，開(kāi)放時(shí)間為2007年，晶圓尺寸300毫米
TI：工廠位于加利福尼亞州謝爾曼，開(kāi)放時(shí)間為1980年，晶圓尺寸150毫米
TI（DFAB）：工廠位于加利福尼亞州達(dá)拉斯，開(kāi)放時(shí)間為1985年，晶圓尺寸200毫米
TI（DMOS5）：工廠位于加利福尼亞州達(dá)拉斯，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸200毫米
TI（DMOS6）：工廠位于加利福尼亞州達(dá)拉斯，開(kāi)放時(shí)間為2001年，晶圓尺寸300毫米
TI：工廠位于加利福尼亞州理查森，開(kāi)放時(shí)間為2009年，晶圓尺寸300毫米
Qorvo：工廠位于加利福尼亞州理查森，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸100毫米
Qorvo：工廠位于加利福尼亞州理查森，開(kāi)放時(shí)間為2007年，晶圓尺寸150毫米
Qorvo：工廠位于加利福尼亞州農(nóng)民分公司，晶圓尺寸200毫米
俄勒岡州
Microchip：工廠位于俄勒岡州格雷西姆，開(kāi)放時(shí)間為2003年，晶圓尺寸200毫米
安森美：工廠位于俄勒岡州格雷西姆，開(kāi)放時(shí)間為1998年，晶圓尺寸200毫米
美信（Maxim）：工廠位于俄勒岡州比弗頓，開(kāi)放時(shí)間為1987年，晶圓尺寸200毫米
Qorvo：工廠位于俄勒岡州希爾斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為1997年，晶圓尺寸150毫米
Qorvo：工廠位于俄勒岡州本德，開(kāi)放時(shí)間為1998年，晶圓尺寸100毫米
Alpha&Omega：工廠位于俄勒岡州希爾斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為1996年，晶圓尺寸200毫米
英特爾Fab D1C：工廠位于俄勒岡州希爾斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為2001年，晶圓尺寸300毫米
英特爾Fab D1D：工廠位于俄勒岡州希爾斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為2003年，晶圓尺寸300毫米
英特爾Fab D1X（第1階段）：工廠位于俄勒岡州希爾斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為2013年，晶圓尺寸300毫米
英特爾Fab D1X（第2階段）：工廠位于俄勒岡州希爾斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為2017年，晶圓尺寸300毫米
明尼蘇達(dá)州
Skywater：工廠位于明尼蘇達(dá)州布盧明頓，開(kāi)放時(shí)間為1995年，晶圓尺寸200毫米
Sanken Electric Fab2：工廠位于明尼蘇達(dá)州布盧明頓，開(kāi)放時(shí)間為2001年，晶圓尺寸200毫米
Sanken Electric Fab3：工廠位于明尼蘇達(dá)州布盧明頓，開(kāi)放時(shí)間為2014年，晶圓尺寸200毫米
霍尼韋爾：工廠位于明尼蘇達(dá)州普利茅斯，開(kāi)放時(shí)間為1965年，晶圓尺寸150毫米
霍尼韋爾：工廠位于明尼蘇達(dá)州普利茅斯，開(kāi)放時(shí)間為2004年，晶圓尺寸200毫米
亞利桑那州
英特爾Fab12：工廠位于加利福尼亞州錢(qián)德勒，開(kāi)放時(shí)間為1996年，晶圓尺寸300毫米
英特爾Fab32：工廠位于加利福尼亞州錢(qián)德勒，開(kāi)放時(shí)間為2007年，晶圓尺寸300毫米。
恩XP：工廠位于加利福尼亞州錢(qián)德勒，開(kāi)放時(shí)間為1993年，晶圓尺寸200毫米
Microchip：工廠位于加利福尼亞州坦佩，開(kāi)放時(shí)間為1994年，晶圓尺寸200毫米
CompoundPhotonics：工廠位于加利福尼亞州鳳凰城，開(kāi)放時(shí)間為1996年，晶圓尺寸150毫米
科羅拉多州
博通：工廠位于科羅拉多州柯林斯堡，開(kāi)放時(shí)間為1981年，晶圓尺寸150毫米
Microchip：工廠位于科羅拉多州科羅拉多斯普林市，開(kāi)放時(shí)間為1994年，晶圓尺寸150毫米
猶他州
IM Flash（2019年被美光收購(gòu)）：工廠位于猶他州李海，開(kāi)放時(shí)間為2007年，晶圓尺寸300毫米
新墨西哥州
英特爾：工廠位于新墨西哥州里約蘭喬，開(kāi)放時(shí)間為2002年，晶圓尺寸200毫米
愛(ài)達(dá)荷州
美光科技：工廠位于愛(ài)達(dá)荷州首府博伊西，開(kāi)放時(shí)間為2001年，晶圓尺寸300毫米
安森美：工廠位于愛(ài)達(dá)荷州波卡特洛，開(kāi)放時(shí)間為1997年，晶圓尺寸200毫米
安森美：工廠位于愛(ài)達(dá)荷州南帕，晶圓尺寸200毫米和300毫米
華盛頓州
霍尼韋爾：工廠位于華盛頓州雷德蒙德，晶圓尺寸150毫米
臺(tái)積電：工廠位于華盛頓州卡馬斯，開(kāi)放時(shí)間為1998年，晶圓尺寸200毫米
ADI：工廠位于華盛頓州卡馬斯，開(kāi)放時(shí)間為1997年，晶圓尺寸150毫米
佛羅里達(dá)州
瑞薩電子：工廠位于佛羅里達(dá)州棕櫚灣，晶圓尺寸150毫米
Qorvo：工廠位于佛羅里達(dá)州阿波普卡，晶圓尺寸100毫米
北卡羅來(lái)納州
Qorvo：工廠位于北卡羅來(lái)納州格林斯伯勒，開(kāi)放時(shí)間為2001年，晶圓尺寸150毫米
Wolfspeed：工廠位于北卡羅來(lái)納州三角研究園，晶圓尺寸100毫米
Wolfspeed：計(jì)劃斥資10億美元擴(kuò)建位于北卡羅來(lái)納州的現(xiàn)有工廠
佛吉尼亞州
美光：工廠位于佛吉尼亞州馬納薩斯，開(kāi)放時(shí)間為2002年，晶圓尺寸300毫米
賓夕法尼亞州
博通：工廠位于賓夕法尼亞州布雷尼格斯維爾
安森美：工廠位于賓夕法尼亞州布雷尼格斯維爾，開(kāi)放時(shí)間為1997年，晶圓尺寸200毫米
三菱半導(dǎo)體：工廠位于賓夕法尼亞州楊伍德，開(kāi)放時(shí)間為1986年，晶圓尺寸100毫米.
紐約州
MACOM：工廠位于紐約州伊薩卡，晶圓尺寸50毫米
GlobalFoundries（第2晶圓廠）：工廠位于紐約州馬耳他，開(kāi)放時(shí)間為2012年，晶圓尺寸300毫米
GlobalFoundries：工廠位于紐約州東菲什基爾，開(kāi)放時(shí)間為2006年，晶圓尺寸300毫米
佛蒙特州
GlobalFoundries：工廠位于佛蒙特州埃塞克斯，開(kāi)放時(shí)間為1996年，晶圓尺寸200毫米
緬因州
安森美：工廠位于緬因州南波特蘭，開(kāi)放時(shí)間為2007年，晶圓尺寸200毫米
TI：工廠位于緬因州南波特蘭，開(kāi)放時(shí)間為1997年，晶圓尺寸200毫米
馬薩諸塞州
IXYS：工廠位于馬薩諸塞州貝弗利，晶圓尺寸150毫米
Skyworks：工廠位于馬薩諸塞州沃本，開(kāi)放時(shí)間為1987年，晶圓尺寸150毫米
MACOM：工廠位于馬薩諸塞州洛厄爾，開(kāi)放時(shí)間為1985年，晶圓尺寸150毫米
ADI：工廠位于馬薩諸塞州威爾明頓，開(kāi)放時(shí)間為1987年，晶圓尺寸150毫米
除了上述制造廠商外，美國(guó)近年來(lái)還在陸續(xù)招攬晶圓代工企業(yè)赴美建廠，目前已有多家半導(dǎo)體制造商和代工廠押注美國(guó)本土制造。
英特爾在亞利桑那州鳳凰城投入200億美元建立兩座新工廠，隨后又宣布1000億美元在俄亥俄州興建可能是世界上最大的芯片制造園區(qū)。
晶圓代工巨頭臺(tái)積電斥資120億美元的5納米亞利桑那州工廠于2021年中動(dòng)工建設(shè)，規(guī)劃于2024年建成投產(chǎn)。臺(tái)積電還預(yù)計(jì)未來(lái)10-15年內(nèi)，在該州建立至多6座晶圓廠。
三星電子也宣布了在得克薩斯州的170億美元建廠計(jì)劃，該工廠有望6月正式動(dòng)工。
全球SiC技術(shù)引領(lǐng)者Wolfspeed位于美國(guó)紐約州莫霍克谷的采用領(lǐng)先前沿技術(shù)的SiC制造工廠今年4月正式開(kāi)業(yè)，這座200mm晶圓工廠將助力推進(jìn)諸多產(chǎn)業(yè)從Si基產(chǎn)品向SiC基半導(dǎo)體的轉(zhuǎn)型。
5月，德州儀器（TI）宣布其位于德克薩斯州謝爾曼的全新12英寸（300mm）半導(dǎo)體晶圓制造基地正式破土動(dòng)工，此項(xiàng)目投資約300億美元，計(jì)劃建造四座工廠以滿足長(zhǎng)期的市場(chǎng)需求。這些新工廠每天將制造數(shù)千萬(wàn)顆模擬和嵌入式處理芯片，廣泛地應(yīng)用于全球市場(chǎng)的各類(lèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域。
據(jù)悉，謝爾曼晶圓制造基地中的首座工廠預(yù)計(jì)于2025年開(kāi)始投產(chǎn)，該晶圓制造基地將加入TI現(xiàn)有的12英寸晶圓制造廠陣營(yíng)，包括德州達(dá)拉斯（Dallas）DMOS6；位于德州理查森（Richardson）的RFAB1和即將竣工并預(yù)計(jì)于2022年下半年開(kāi)始投產(chǎn)的RFAB2；以及位于猶他州李海（Lehi）預(yù)計(jì)于2023年初投產(chǎn)的LFAB。通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期產(chǎn)能的持續(xù)投資，TI將進(jìn)一步提升公司的成本優(yōu)勢(shì)，并加強(qiáng)對(duì)供應(yīng)鏈的控制能力。
去年7月，GlobalFoundries也宣布將在美國(guó)紐約州馬耳他的園區(qū)內(nèi)新建一座工廠，同時(shí)將投資10億美元擴(kuò)大已有的Fab 8晶圓廠的產(chǎn)能。擴(kuò)產(chǎn)完成后，將新增15萬(wàn)片晶圓的年產(chǎn)能。
美國(guó)存儲(chǔ)芯片巨頭美光也正在考慮在美國(guó)擴(kuò)產(chǎn)...
綜合來(lái)看，除了IDM廠商原本就強(qiáng)勁的制造業(yè)務(wù)之外，美國(guó)政府還正積極招攬代工廠推動(dòng)半導(dǎo)體在本地制造，希望讓半導(dǎo)體制造市占率回升。
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