半導(dǎo)體行業(yè)正在迅速擴(kuò)張,各國/地區(qū)爭相建設(shè)新的晶圓廠。據(jù)專門從事高科技設(shè)施(如芯片生產(chǎn)工廠)的工程設(shè)計(jì)公司Exyte表示,盡管在中國臺(tái)灣建設(shè)一個(gè)晶圓廠大約需要19個(gè)月,但在美國建設(shè)一個(gè)晶圓廠卻需要長達(dá)38個(gè)月的時(shí)間,這主要是因?yàn)楂@得許可的時(shí)間較長,且晶圓廠并非一周7天且24小時(shí)(全天候)施工。
Exyte指出,在中國臺(tái)灣建設(shè)晶圓廠大約需要19個(gè)月,其次是新加坡和馬來西亞,需要23個(gè)月。歐洲項(xiàng)目需要34個(gè)月,而美國最慢,需要38個(gè)月。一個(gè)關(guān)鍵原因是中國臺(tái)灣的許可流程簡化且施工全天候進(jìn)行,而美國和歐洲在審批上面臨延誤,且不進(jìn)行全天候施工。美國已通過一項(xiàng)法律,免除某些美國晶圓廠接受聯(lián)邦環(huán)境評(píng)估,但這顯然不足以與中國臺(tái)灣相媲美。
Exyte稱,成本也差異巨大。盡管設(shè)備成本相似,但在美國建設(shè)工廠的成本大約是在中國臺(tái)灣的兩倍。這種差異源于更高的勞動(dòng)力成本、廣泛的監(jiān)管要求以及供應(yīng)鏈的低效。Exyte高管Herbert Blaschitz表示,此外,中國臺(tái)灣的勞動(dòng)力經(jīng)驗(yàn)豐富,因此中國臺(tái)灣的建筑商需要更少的詳細(xì)藍(lán)圖,因?yàn)樗麄兪煜っ總€(gè)步驟,這加快了晶圓廠項(xiàng)目的完成速度。
Exyte表示,為了與中國臺(tái)灣有效競爭,美國和歐洲必須簡化許可流程,優(yōu)化施工技術(shù),并采用先進(jìn)的規(guī)劃工具,如數(shù)字孿生。Herbert Blaschitz建議采用“虛擬調(diào)試”,即在物理施工開始前創(chuàng)建工廠的數(shù)字模型。這有助于及早識(shí)別潛在問題,降低成本和環(huán)境影響,同時(shí)提高速度和效率。
現(xiàn)代半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施規(guī)模巨大,無論是尺寸還是投資。一個(gè)前沿的晶圓廠——如英特爾、三星代工或臺(tái)積電運(yùn)營的工廠,需要超過200億美元的投資,其中僅建筑本身就需要40億~60億美元。
Herbert Blaschitz稱,一個(gè)典型的晶圓廠可能包括一個(gè)40000平方米的潔凈室,配備2000臺(tái)用于光刻、沉積、蝕刻、清洗等操作的生產(chǎn)設(shè)備。每個(gè)設(shè)備大約需要50個(gè)獨(dú)立的公共設(shè)施和工藝連接。