【全文】直擊!5奈米設備空運美國 竹科千人研發中心 台積電在台衝1奈米技術

隨著美國新廠進入完工階段,劉德音已瞄準下個世代技術,衝刺1奈米的研發。
隨著美國新廠進入完工階段,劉德音已瞄準下個世代技術,衝刺1奈米的研發。

本週全球最矚目焦點,莫過於台灣的護國神山台積電美國廠的首部機台設備到場慶祝典禮,包括美國總統拜登、蘋果執行長庫克,以及台積電創辦人張忠謀與董事長劉德音都親自出席。本刊調查,台積電除加速美國廠趕工之外,正組織菁英團隊加速1奈米製程研開發,要讓技術絕對領先。「我已在想1奈米,台積電要保持科技領先,是要看5年後的技術發展。」劉德音透露。

11月16日,台南科學園區的天空萬里無雲,位於北園路二段上的台積電18A廠大門前,只見一輛接著一輛的貨櫃車井然有序地排隊進進出出,頻繁進出的車隊看起來,像是生產的晶片出貨暢旺。

台積電18A廠大門前,一輛接著一輛的貨櫃車井然有序地排隊進進出出。
台積電18A廠大門前,一輛接著一輛的貨櫃車井然有序地排隊進進出出。

 

劉德音小檔案出生:1954年
學歷:美國加州柏克萊大學電機暨電腦資訊博士
經歷:世大積體電路總經理、現職台積電董事長

五奈米設備 運往美國

殊不知,這些進入護國神山廠區的貨櫃車,載運的並非是台積電生產的晶片,而是剛剛才從廠區內拆解下來的五奈米先進製程機器設備。本刊直擊,魚貫而出的貨櫃車出大門後,就走高速公路直奔桃園機場,將設備上專機直飛美國。

護國神山台積電美國廠的首部機台設備到場典禮,成為全球焦點。圖為亞利桑那州廠空拍照。(翻攝自 Elite Drone Services of Arizona  Youtube影片)
護國神山台積電美國廠的首部機台設備到場典禮,成為全球焦點。圖為亞利桑那州廠空拍照。(翻攝自 Elite Drone Services of Arizona Youtube影片)

 

原來,這批先進設備目的地是台積電在亞利桑那州新蓋的晶圓21廠。美國時間12月6日,美國總統拜登親自主持這場設備的進機典禮,除了拜登之外,包括美國商務部長雷蒙多、蘋果執行長庫克以及輝達(nVidia)執行長黃仁勳等重量級的美國政商界人士,台積電創辦人張忠謀夫婦、董事長劉德音、總裁魏哲家到場見證歷史,這不僅是台積電有史以來最大的對外投資,更彰顯護國神山在全球科技業的領先地位。

「台積電是第一個響應晶片製造重回美國的晶圓廠!過去18個月以來,亞利桑那州廠有四十幾家建商幫忙台積電積極趕工。」一位半導體高層說。

台積電新建的研發大樓約在農曆年啟用,將成為業界最領先的研發基地。
台積電新建的研發大樓約在農曆年啟用,將成為業界最領先的研發基地。

 

當全球目光放在台積電的美國亞利桑那州新廠之際,台積電也在大本營台灣竹科,進行不亞於美國廠重要性的計畫。上週,本刊親赴竹科,直擊二奈米廠旁正在興建的研發中心大樓,現場工作人員正做最後的整理,根據了解,劉德音對這座領先業界的研發中心寄予厚望,期待打造成「台灣的貝爾實驗室」,預計大約在農曆年正式啟用,將有八千位工程師與科學家一起開發半導體最新技術。

高手留台灣 研一奈米

本刊調查,台積電不僅要迎合美國官方政策趕在2024年讓五奈米製程在美國廠量產,同時間,台積電也沒忘了台灣的關鍵角色,劉德音調集菁英中的菁英集中在竹科研發中心內,要絕對領先英特爾、三星等敵手的一奈米製程。「調去美國廠的上千位工程師都是去調製程、提高良率,讓美國廠早日賺錢,真正的高手全都留在台灣開發最新的一奈米製程。」知情人士對本刊透露。

台積電調派到亞利桑那州廠的工程師,都是負責工廠端製程、提高良率的任務。(台積電提供)
台積電調派到亞利桑那州廠的工程師,都是負責工廠端製程、提高良率的任務。(台積電提供)

 

就在出發美國前,親赴三三會專題演講的劉德音就曾對與會人士透露,「台積電不擔心競爭,目前大家都在談二奈米、三奈米,我們已經是在想一奈米,要保持科技的領先,是要看五年後的技術發展。」似乎對英特爾、三星等強敵早有因應對策。

知情人士透露,「台積電的菁英部隊是12B廠負責研發的工程師,而不是工廠端的設備工程師或是生產管理工程師,研發工程師大部分擁有博士學位,他們都沒有去(美國),都留在十二B廠衝一奈米技術,等新研發中心啟用,他們就會搬到新大樓上班。」

「工廠端負責製程設備、提高晶片良率的工程師和研發工程師的身價,就像是裁縫師和設計師的差別,台積電最新的技術,都是研發工程師開發出來,再拿到工廠進行量產。」知情人士說,「台積電不會把研發放到美國。」

張忠謀交棒給劉德音和魏哲家,未來地緣政治將考驗2位新的領導者。
張忠謀交棒給劉德音和魏哲家,未來地緣政治將考驗2位新的領導者。

 

台積電創辦人張忠謀在位時就非常重視研發,八年前,台積電在衝刺十奈米技術的時候,張忠謀訂出「夜鷹計畫」,就是用底薪加三成、分紅多五成的方式組織四百多名研發工程師,以24小時不眠不休的方式輪班,加速十奈米的開發。經過兩年的努力,夜鷹部隊大獲全勝,台積電也一舉超越英特爾,去年台積電研發費用已逾千億元。

重心向美移 成員訓所

在十奈米技術開發任務完成後,台積電與競爭對手技術差距越拉越大,客戶也越來越依賴台積電。如今,開發一奈米、二奈米等新技術,研發工程師已經不需要再二十四小時輪班。

所以即使台積電展開全球大布局,劉德音仍堅持要將研發的命脈根留台灣,保持技術上的領先優勢,但面對美國政府強勢要求赴美設廠,到底是福是禍,各界看法卻非常分歧。資深半導體分析師、聚芯資本管理合夥人陳慧明認為,「在全球產業鏈,台積電將跟美國綁得更近,避免地緣政治的風險。」

拜登大力推動本土製造晶片,希望打造美國成為半導體重鎮。(翻攝拜登臉書)
拜登大力推動本土製造晶片,希望打造美國成為半導體重鎮。(翻攝拜登臉書)

 

「美國政府大力推動本土製造晶片,提供了巨額補貼的獎勵措施。在台積電之後,包括英特爾、三星和美光等都會跟著在美國設立新的晶圓廠。美國晶片法案通過後的三年內,全世界設立最多晶圓廠的國家,將不會是台灣、中國、韓國這些半導體重鎮,而是美國。」

根據工研院國際所研究顯示,未來三年全球晶圓廠將出現41座新廠,其中,美國新增九個新廠排名第一,中國新增八個廠居次。也就是說,半導體的重心,將從東亞地區向美國移動。

不願具名的電子業高層警告:「美國最缺的就是高良率生產技術,台積電把五奈米拿到美國生產,就像是把廚房開放給人家看一樣,技術全部都會被看光光!懂的人,一看就知道台積電這麼高的良率是怎麼做出來的。」

在台積電之後,包括英特爾、三星和美光等都將在美國設立新的晶圓廠。圖為英特爾在亞利桑那州設的新廠。(翻攝自intel官網)
在台積電之後,包括英特爾、三星和美光等都將在美國設立新的晶圓廠。圖為英特爾在亞利桑那州設的新廠。(翻攝自intel官網)

 

更慘的是,台積電赴美還成了對手的員工訓練所,「台積電準備到亞利桑那州設廠的時候,就開始從全球各地招募員工,但是,這些新招募來的員工,很多人到台灣訓練一段時間以後,就被英特爾高薪挖走。」一名台積電主管無奈地說。

電子業高層表示,「美國是半導體產業的發源地,包括軟硬體技術和機器設備,都是美國開發出來的。不過,由於投資金額巨大、風險高,美商逐漸將晶片製造外包,過去三十年,晶片製造逐漸轉到東亞地區,台積電、三星甚至是中國的中芯半導體趁勢崛起。台積電因為幫歐、美、日等半導體和品牌廠商代工,透過共同合作開發產品的方式取得各家廠商的經驗和技術,近年來,台積電製造晶片的技術和規模已經超越了過去的龍頭英特爾。」

對手英特爾 補助更多

然而,新冠疫情爆發後,晶片出現緊缺的現象導致供應鏈大亂,美國汽車產業甚至出現晶片缺貨造成汽車無法開工生產的問題,美方因此痛下決心把半導體拉回美國;另一方面,美國和中國的地緣政治衝突不斷升溫,進一步催化了美國政府施壓半導體廠商,要求台積電等業者必須赴美擴產,避免中國一旦武力攻擊台灣,美國無晶片可用的問題發生。

台積電在中國南京廠的產能預計擴增到4萬片。(台積電提供)
台積電在中國南京廠的產能預計擴增到4萬片。(台積電提供)

 

「半導體產業將重新洗牌!」旅居矽谷的半導體廠主管說,「因為美國政府主導半導體復興的政策,一定會偏向照顧本土業者(例如英特爾),在美國政府的扶植下,台積電過去的頭號競爭對手是三星,未來也將會變成英特爾。過去,美方攻擊中國用補貼政策扶植華為,不惜用國家力量圍剿華為,但未來美國會用同樣方式扶植像英特爾這樣自家的本土半導體廠。」

面對敵手和地緣政治的變化,劉德音信心滿滿地說:「台積電不擔心競爭。」
面對敵手和地緣政治的變化,劉德音信心滿滿地說:「台積電不擔心競爭。」

 

「台積電在美方的壓力下被迫赴美擴產,取得數十億美元的補貼,但是英特爾拿到的補助金額以及政策優惠,一定會比台積電更多。」不願具名的電子業高層說。

設新廠首選 龍科三期

台積電在地緣政治下被迫全球布局,但面對競爭,台積電亦步亦趨、不敢鬆懈,儘管美國廠如火如荼趕工,但同時間,台積電也持續深耕台灣。本刊調查,全球最先進的三奈米製程,已準備在南科量產,位於寶山的二奈米新廠則進入整地階段,絕對領先對手的一奈米開發出來以後,就會在桃園龍潭進行量產。

行政院長蘇貞昌11月初拍板定案,啟動桃園龍潭科學園區第3期計畫。(行政院提供)
行政院長蘇貞昌11月初拍板定案,啟動桃園龍潭科學園區第3期計畫。(行政院提供)

 

就在縣市長選舉之前,行政院長蘇貞昌才在11月初拍板定案,啟動龍潭科學園區第三期計畫,此地,正是台積電一奈米製程設廠的第一志願,知情人士透露:「先進製程離研發基地越近越好,龍科三期是台積電一奈米設廠的首選。」一位台積電供應商老闆則樂觀地說:「一個世界級的公司在台灣養成,未來在美國也會有更多發展。半導體晶片代工產業,還是比較適合亞洲人願意服從的性格。」

然而,由於美國掌握龐大的市場,台積電無法拒絕美國要求遠渡重洋擴產的政策,在五奈米廠設立之後,台積電也會把三奈米搬到亞利桑那州,在這個看起來一望無際的廠區內,未來擴產的規模勢必越來越大,台積電國際化的腳步一旦跨出去,海外生產的晶片勢必增加,台灣護國神山的樣貌也會逐漸改變。面對半導體重心向美國傾斜的新局,台積電如何保持領先,將考驗劉德音的智慧。

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