美国建晶圆厂太难了：时间、成本都是中国台湾的2倍

专门从事晶圆厂等高科技设施建设的领先工程、建筑和设计公司 Exyte 发布报告称，在中国台湾建造一座晶圆厂大约需要19个月，而在美国建造一座同样规模的晶圆厂则需要长达38个月，几乎是中国台湾的两倍，并且建设成本大约是中国台湾的两倍。

根据SEMI发布的2024年第四季度《全球晶圆厂预测》报告显示，2025年，全球半导体行业将有18个新的晶圆厂建设项目开工，其中包括3个200mm(8英寸)和15个300mm(12英寸)晶圆厂，其中大部分预计将于2026年至2027年开始运营。

从更长周期来看，2023年至2025年，全球半导体行业计划开始运营的新的高容量晶圆厂多达97座。其中包括2024年的48个项目和2025年将启动的32个项目，晶圆尺寸从50mm到300mm不等。

作为一家拥有30年的历史，曾经参与过近300座晶圆厂的建设的专业工程公司来说，Exyte毫无疑问这这方面拥有非常丰富的建设经验和数据。

近日，Exyte全球业务部门先进技术设施(ATF)执行副总裁Herbert Blaschitz在SEMI行业战略研讨会(ISS)上发言时表示，一座大型的12英寸晶圆厂需要超过200亿美元的总资本支出投资，其中40-60亿美元将会被用于该设施的建设。

施工需要3000万至4000万个工时来管理8.3万吨钢筋、5600英里的电缆和78.5万立方码的混凝土。

这样一个典型12英寸晶圆厂可能包括一个430000平方英尺(40000平方米)的洁净室，里面有 2,000 个生产工具，用于光刻、沉积、蚀刻、清洁和其它作用，每个工具平均需要大约50个单独的工艺和公用设施连接，总的可能将拥有超过50000个流程和公用设施连接!

Herbert Blaschitz指出，在全球不同地区，建设一座同等规模的晶圆厂，在建设效率上将会存在巨大差异。

Herbert Blaschitz展示了一个非常大的晶圆厂，称在中国台湾建造的这座晶圆厂从许可到建成可以生成晶圆，仅用了大约19个月的时间(他拒绝透露该公司的名称，但表示该公司为美国所有)。

相比之下，同等规模的一座美国晶圆厂可能需要长达38个月的时间。

对于欧洲晶圆厂来说，可能需要34个月的时间，中国大陆和东南亚则平均需要23个月。

造成这种情况的一个关键原因是，中国台湾简化的许可流程和全天候施工，而美国和欧洲获得许可证需要很长时间，并且没法7 x 24小时的全天候建造。

虽然美国已经颁布了一项法律，将某些美国晶圆厂免于联邦环境评估，但这显然不足以与中国台湾相提并论。

同样，不同地区建造一座同等规模的晶圆厂的成本差异也很大。Herbert Blaschitz称，尽管设备成本相似，但在美国晶圆厂的建设成本大约是中国台湾的两倍。

“这种差异是由于更高的劳动力成本、广泛的监管要求和供应链效率低下造成的。”Herbert Blaschitz 解释称，“中国台湾的劳动力经验丰富，因此中国台湾建筑商需要的详细蓝图较少，这通常不是因为他们更精确，而是因为他们每天都这样做，熟悉流程的每一步，从而加快了晶圆厂项目的完成速度。”

美国的《芯片与科学法案》旨在帮助美国制造商在美国建设晶圆厂时克服这种不平衡，但这还不够。

Herbert Blaschitz 说，最好的解决方案是使用他所谓的“虚拟调试”，这需要在规划和设计阶段就开始工作。

“有了数字孪生，我们基本上可以实际实施建设工作之前，创建工厂的数字模型。这样有助于及早发现潜在问题，降低成本和环境影响，同时提高速度和效率，甚至降低运营成本和碳排放。”Herbert Blaschitz 说道。