台积电宣布计划在美国亚利桑那州建立和运营一个先进的半导体工厂。新晶圆厂的产能将是每月20K晶圆，采用5纳米技术。计划2021年开始建设，2024年开始大规模生产。从2021年到2029年，该项目的总投资将约为120亿美元。这个新设施不仅使台积电能够更好地支持其客户和合作伙伴，也使台积电有更多机会吸引全球人才。该工厂将使领先的美国公司能够在美国国内制造他们的尖端半导体产品。

台积电的大部分晶圆厂都在台湾，2019年其全球代工份额超过50%，远远领先于竞争对手。台积电的成功是由于其庞大而多样的客户基础和相对于竞争对手的技术优势。Counterpoint Research认为，在美国兴建新晶圆厂将有助于台积电巩固其领导地位。与台积电的其他5nm晶圆厂(Fab 18)相比，它的投资(120亿美元/2万)似乎很高，而从破土动工到初始量产的时间似乎很长。不过，考虑到这是台积电的第一家大规模海外工厂，这些估计可能是谨慎的。

图1:台积电18晶圆厂与亚利桑那州新晶圆厂的比较

预计到2020年和2024年，台积电的5nm生产份额将分别达到10%和38.5%。3nm预计将在2022年开始大规模生产，并将需要至少2到3年的时间来提高产量。下图是Counterpoint Research根据几个假设和详细分析，对台积电未来5年的流程分布的预测。请联系Counterpoint了解更多信息。

图2:台积电2018-2025年按技术分类营收预测

在美国建造新工厂的优势

• 作为一家在全球电子产品供应链中扮演关键角色的公司，台积电一直需要实现生产基地的多元化。台积电一直是台湾市值最大的上市公司，其主要生产基地也在台湾。因此，人才的来源将逐渐限制其增长。台积电在中国南京有一个12英寸晶圆厂，采用12/16纳米工艺，但由于敏感的地缘政治问题，台积电一直无法扩大其在中国的工厂。此外，在瓦森纳安排的约束下，台积电在中国工厂的工艺节点迁移到7nm (EUV)及以下也有困难。
• 台积电需要使其生产基地多样化的另一个原因是对台湾自然环境的担忧。台湾位于环太平洋地震带的地震活跃地带。在过去，1999年发生的高达里氏7.3级的“921地震”对台积电的生产造成了一定程度的破坏。此后，台积电在预防地震灾害方面积累了足够的经验。然而，由于台积电目前的市场份额超过50%，在全球电子产品供应链中扮演着比1999年更重要的角色，其生产基地的多样化仍然是谨慎的。
• 未来五年，半导体需求的驱动因素将是汽车和消费电子产品。为了实现电气化，无线连接,自主驾驶在美国，汽车电子产品将需要大量和多种类型的半导体。用于自动驾驶汽车的芯片将要求高速，但它们不必像智能手机或笔记本电脑中的芯片那样小。另一方面，可靠性非常重要。因此，汽车电子产品所需的制造工艺节点往往不必是最先进的，但必须是成熟和可靠的。
• 台积电的大部分生产设备都来自美国公司。根据我们的最新数据美国前三大半导体设备公司(包括进一步发展(Lam Research, KLA)的比例在2019年总共超过40%。因此，台积电能够立即得到支持，并能够有效地与设备供应商合作，对设备进行改造。此外，美国也是台积电最大的市场。2019年，美国占台积电业务的45%。它还可能从亚利桑那州获得税收减免和其他激励措施。

在美国建造新工厂的缺点

• 台积电亚利桑那州工厂最初的月产能只有2万块晶圆。因此，该生态系统中的其他供应商不太可能效仿台积电在美国开设分公司。不过，如果新晶圆厂运作良好，且需求不断增长，预计它们将追随台积电，在那里建立完整的生态系统。
• 与内存制造不同的是，代工工厂的生产线操作必须灵活，以满足各种产品的不同要求，同时也保持较高的利用率。然而，新工艺开发和初始量产通常需要工程师加班加点。除了工资比美国工程师低之外，台湾工程师的工作时间更灵活，可以完成新工艺优化和故障排除等耗时的任务。然而，到2024年，5纳米制程将是一个相对成熟的制造工艺，美国的这个新晶圆厂应该是高度自动化的，所以新晶圆厂的工程师可能会有更少的额外工作。

综上所述，台积电在2024年之前在美国建立新晶圆厂利大于弊。除了在技术上优于竞争对手外，台积电的成功还得益于其庞大而多样的客户基础。每一代都引进了不同类型的技术，以满足不同客户的需求。据Counterpoint估计，到2024年，5nm芯片预计将占台积电收入的38.5%。5nm将是一个“长节点”和一个成熟的工艺，因此新的晶圆厂将在2024年高度自动化。但是，它可以满足最多的应用程序的需求。因此，我们相信台积电在美国2024年的晶圆厂可以满足美国客户的需求。不过，最先进的工艺仍将在台湾开发，那里的工程师将相对更灵活，生态系统仍将更好。