半導(dǎo)體對(duì)現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要，為從視頻游戲和汽車到超級(jí)計(jì)算機(jī)和武器系統(tǒng)的一切提供動(dòng)力。拜登政府正在投資 390 億美元，幫助企業(yè)在美國(guó)建造更多工廠，將更多供應(yīng)鏈帶回國(guó)內(nèi)。
但即使在美國(guó)的工廠建成之后，芯片制造仍將明顯保持全球化。
美國(guó)半導(dǎo)體制造商 Onsemi 制造的一種用于電動(dòng)汽車的芯片的國(guó)際之旅表明，與東亞和其他主導(dǎo)芯片市場(chǎng)的地區(qū)脫鉤是多么困難。
制造這種特殊半導(dǎo)體（稱為碳化硅芯片）的第一步是在新罕布什爾州的一家工廠進(jìn)行的。該芯片最終被安裝在在美國(guó)道路和其他地方行駛的汽車中。但在此期間，該過(guò)程將取決于數(shù)十家外國(guó)供應(yīng)商和工廠的原材料、機(jī)械和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
第一步從 Onsemi 位于新罕布什爾州的工廠開始，使用來(lái)自挪威、德國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣的深黑色硅和碳粉末。將粉末添加到來(lái)自美國(guó)、德國(guó)和日本的石墨和氣體中，然后加熱到接近太陽(yáng)的溫度，產(chǎn)生一種晶體，該晶體將構(gòu)成數(shù)百萬(wàn)個(gè)芯片的主干。
這種幾乎與鉆石一樣堅(jiān)硬的晶體被送往捷克共和國(guó)的一家工廠，使用來(lái)自美國(guó)、德國(guó)、意大利和日本的特殊機(jī)器切成薄片。
這些晶圓被運(yùn)往韓國(guó)的一家超凈工廠，在那里，機(jī)械化的桶將晶圓運(yùn)送到來(lái)自荷蘭、美國(guó)和日本的復(fù)雜機(jī)器之間。這些機(jī)器使用化學(xué)物質(zhì)、氣體和復(fù)雜的光圖案來(lái)創(chuàng)建只有幾個(gè)原子寬的通道，供電子在傳遞信息時(shí)穿過(guò)。
然后，晶圓被切割成微小的小芯片，然后運(yùn)往中國(guó)、馬來(lái)西亞和越南的工廠進(jìn)行最后的封裝和測(cè)試。然后芯片被運(yùn)往中國(guó)和新加坡的全球配送中心。
最后，這些芯片被發(fā)送給現(xiàn)代、寶馬以及亞洲和歐洲的其他汽車制造商，這些制造商將它們放入電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)中。其他芯片則銷往加拿大、中國(guó)和美國(guó)的汽車零部件供應(yīng)商。
第一個(gè)計(jì)算機(jī)芯片是在美國(guó)發(fā)明的，但到了 20 世紀(jì) 60 年代末，隨著公司尋求節(jié)省成本，部分供應(yīng)鏈開始轉(zhuǎn)移到海外。在慷慨補(bǔ)貼的幫助下，亞洲公司最終開始制造比西方制造的芯片更便宜、更先進(jìn)的芯片。
根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，美國(guó)在世界芯片制造中的份額已從 1990 年的 37% 降至如今的 12%。
美國(guó)正試圖奪回更多芯片生產(chǎn)，以使其供應(yīng)鏈更具彈性，并避免大流行期間出現(xiàn)的那種昂貴且對(duì)經(jīng)濟(jì)造成破壞的半導(dǎo)體短缺。但由于其他國(guó)家也繼續(xù)在芯片產(chǎn)業(yè)上投入巨資，美國(guó)的投資——盡管規(guī)模很大——也只能在改變?nèi)蚋窬址矫姘l(fā)揮作用。
波士頓咨詢集團(tuán)和半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì) 2020 年的一項(xiàng)研究估計(jì)，到 2030 年，注入 500 億美元將使美國(guó)制造業(yè)的份額增加到 13% 或 14%，從而幫助美國(guó)保住全球至少一部分份額。研究稱，如果沒(méi)有資金，美國(guó)的份額將下降至 10%。
對(duì)于最尖端的芯片，包括那些有助于推動(dòng)人工智能繁榮的芯片，美國(guó)官員現(xiàn)在表示，新的投資將使該國(guó)有望在本十年末生產(chǎn)出約占全球20%的尖端邏輯芯片的。
穆迪分析公司在最近的一份報(bào)告中表示，在可預(yù)見的未來(lái)，芯片和電子產(chǎn)品生產(chǎn)可能會(huì)集中在亞洲。Onsemi 全球供應(yīng)鏈副總裁 Chance Finley 表示，科技公司面臨著在創(chuàng)新的同時(shí)降低成本的巨大競(jìng)爭(zhēng)壓力，這意味著它們被迫與亞洲最熟練的制造商合作。
他表示，芯片制造設(shè)施的建設(shè)成本令人難以置信，從 50 億美元到 200 億美元不等，比一座核電站還要高，這促使國(guó)內(nèi)芯片制造商將制造外包給外國(guó)工廠，而不是自己建造。芯片又小又輕，這使得它們很容易在世界各地移動(dòng)。
Onsemi 正在尋求美國(guó)對(duì)芯片行業(yè)的新投資來(lái)幫助其發(fā)展，同時(shí)還考慮在美國(guó)、捷克共和國(guó)和韓國(guó)投資 20 億美元進(jìn)行擴(kuò)張。
Onsemi 制造過(guò)程的許多階段都是在內(nèi)部完成的。這對(duì)于芯片公司來(lái)說(shuō)有點(diǎn)不尋常，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常外包某些生產(chǎn)階段。其他芯片供應(yīng)鏈有所不同，但同樣國(guó)際化。許多工廠都在中國(guó)臺(tái)灣生產(chǎn)，中國(guó)臺(tái)灣生產(chǎn)了全球 60% 以上的芯片，以及 90% 以上的最先進(jìn)芯片。
全球半導(dǎo)體聯(lián)盟和埃森哲 2020 年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，芯片及其組件在到達(dá)最終消費(fèi)者之前可能會(huì)跨越國(guó)際邊界 70 次或更多，在此過(guò)程中行駛超過(guò) 25,000 英里。
波士頓咨詢集團(tuán)和半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的另一項(xiàng)研究著眼于在美國(guó)建立一個(gè)自給自足的芯片供應(yīng)鏈，并估計(jì)這將花費(fèi) 1 萬(wàn)億美元，并大幅提高芯片及其制造的產(chǎn)品的價(jià)格。
“我們將在某種程度上自給自足的想法是不現(xiàn)實(shí)的，”為半導(dǎo)體和其他行業(yè)繪制供應(yīng)鏈地圖的 Resilinc 首席執(zhí)行官賓迪亞·瓦基爾 (Bindiya Vakil) 表示。“無(wú)論我們喜歡與否，我們都是全球供應(yīng)鏈的一部分。”
