美国芯片复兴？没那么简单！
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来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译自asiatimes，谢谢。
半导体产业是在美国发明和发展的，但现在大多数最高性能的芯片都是由台积电（TSMC）生产的，仅从他人设计的设备的芯片制造中就获得了超过 700 亿美元的年收入。
此类设备是所有高性能电子系统的关键推动者。面对国防系统问题，美国政府将提供 500 亿美元资助国内最先进的新芯片生产工厂。这个想法是为了重振美国的高性能芯片生产。
根据我的经验，我（指代本文作者，下同）认为高端芯片制造是世界上最具挑战性的。建造这样的工厂需要花费数十亿美元，但这仅仅是开始：无法购买操作这些工厂的合格员工——他们需要在生产环境中接受培训和发展。
如果没有大量增加能够操作此类工厂的先进技术人员的数量，这样的计划就不会成功。
台积电备受赞誉的美国工厂将由美国政府补贴兴建，但一再推迟——这种情况在台湾不会发生。台积电 1 月 19 日表示，计划于 2026 年开业的工厂要到 2027 年或 2028 年才能投入运营。另一家工厂的开业则从计划 2024 年开业推迟到 2025 年。该公司将其归咎于技术工人的短缺。
我自 20 世纪 60 年代以来一直参与芯片工厂的设计和运营。他们需要经过数年而不是数月培训的独特合格人员。建造此类工厂的设备是商业化的，并且极其复杂和自动化。
但制造的关键推动者是操作它的人。开发此类专业知识需要数年时间，这在美国很少见，因为此类制造大部分转移到海外，使英特尔成为国内唯一的高端芯片制造商。
美国在最高性能芯片的设计方面仍然处于领先地位，英伟达最近在人工智能芯片（由台积电生产）方面取得的成功就是一个迹象。
除英特尔外，美国工业界很乐意将最复杂的集成电路的生产外包给台积电，事实证明，台积电是一家可靠的领先生产公司。
逐渐地，台积电获得了生产全球公司设计的最佳尖端设备的设施和技术。如今，它已成为利润丰厚的大批量芯片制造技术领导者。规模带来了市场地位和生产经济性，公司利润丰厚。任何潜在的竞争对手都需要克服许多障碍，其中最大的障碍是管理和员工的专业知识。
制造商面临的挑战
高端芯片制造如此具有挑战性有两个因素。首先是晶体管核心器件的尺寸不断缩小，目前已处于低纳米范围（接近原子间尺寸），其次是需要管理生产过程，其中不同的非常薄的化学材料沉积在 12 英寸直径上（305 毫米）硅底座。
通常，必须使用各种技术沉积和图案化 100 多个此类薄膜，并且必须针对不同的器件结构控制具体配置。在这些三维结构内是需要为电路互连创建的图案。
因此，您的生产过程需要薄材料技术和近原子尺寸的精确图案。成品芯片每平方英寸表面可能有数十亿个互连的晶体管。
控制这样的生产过程可以说是世界上最困难的制造问题。不同的产品需要不同的生产步骤，从开始到结束的步骤数以千计。生产过程中不能出现任何错误，因为错误会影响设备的性能。
你可以想象进入这样一个充满挑战的制作行业的难度。难怪台积电在经济上做得如此出色，芯片设计公司选择避免拥有此类生产工厂。
现在，美国政府为进入这一生产行业的企业提供财政支持。只有最坚强的人才会做出承诺，但人员配置将是最大的挑战。
运营如此复杂的芯片工厂需要具有高水平技术技能的人员。最重要的是，它需要人们在生产过程中受过良好的化学、机械和电子技术教育。
在台积电这样的公司中，生产技术人员是最终的决策者，因为他们最了解工艺良率和器件性能之间的权衡。正是这种有效的决策过程反映在公司的生产绩效和成本上。
有没有办法达到美国政府的目标呢？只有对正确的教育计划进行认真投资，可能通过国家资助的严格标准的社区大学培训。
这不是一个短期的努力。我相信，对最现代制造业的培训总体上将有利于美国经济，并扭转国内高科技产业持续下滑的局面。
需要资本和训练有素的劳动力的结合。如果没有更多正确的职业教育，美国纳税人的钱就会被浪费。
原文链接
https://asiatimes.com/2024/01/the-challenge-of-reviving-us-chip-industry/
END
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