2023年，包括英特爾、臺積電等宣布將在美國、歐洲和日本新建半導體制造基地。2024年開年，OpenAI CEO山姆·奧特曼更是被傳出計劃籌資7萬億美元，組建“芯片帝國”。
據不完全統計，過去幾年半導體制造巨頭在歐美日等市場有超過20座晶圓廠已經或者計劃破土動工，項目總值超過2000億美元。而根據產業協會SEMI提供的數據，全球5年內新建的晶圓廠超過100座，預計2024年投資總額超過5000億美元。這標志著晶圓代工過去集中分布在東亞地區的局面將發生重大變化。
2019-2023年全球新建制造工廠數量達到118座,來源：SEMI
2021年，在新冠病毒大流行的高峰期，美國面臨著突如其來的災難性半導體短缺。這種短缺對包括汽車制造、消費電子產品、可再生能源在內的數十個主要行業造成了負面影響。后果是巨大的：根據美國商務部的數據，當年的半導體短缺阻礙了美國經濟的增長，損失大約在25萬億美元左右。
經濟后果之外，芯片短缺還暴露了美國許多行業對亞洲生產的半導體的依賴程度。大流行由此變成了一次粗暴的喚醒——美國人覺察到，對亞洲半導體的過度依賴使其經濟在面對不可預見的事件時變得脆弱不堪。
產業協會SEMI的數據顯示，截至2020年，美國僅擁有12%的全球半導體產能份額，遠低于1990年的37%。正是這種認識導致了“芯片法案”的誕生——它于2022年8月9日經拜登簽署，撥出將近527億美元用于“美國半導體研究、開發、制造和勞動力發展”，具體包括：390億美元對美國本土芯片制造的補貼，制造設備成本25%的投資稅收抵免，還有130億美元用于半導體研究和勞動力培訓。
蘇姿豐、黃仁勛、庫克等出席臺積電亞利桑那工廠移機典禮，來源：cnbc
2023年4月，亦是出于對自身在全球價值鏈中的弱點的考量，歐盟宣布了一項類似的計劃。“歐洲芯片法案”專門撥款430億歐元（約合470億美元）用于建設27個成員國的半導體產業，計劃到2030年將其全球市場份額翻一番，從10%增至20%。歐盟委員會主席馮德萊恩表示，通過連接歐盟世界一流的研究、設計和測試能力，歐盟的芯片策略意在“共同打造一個最先進的歐洲芯片生態系統”。
美國和歐洲先后推出的“芯片法案”，是許多人所說的半導體制造復興的主要催化劑。
在日本，根據2022年通過的《經濟安全保障推進法》，政府已將半導體定為對經濟活動和國家安全至關重要的產業，并撥出2萬億日元（133億美元），為企業在制造設施、芯片制造設備和半導體材料方面的投資提供高達50%的補貼。同樣的，韓國則將HBM定為國家戰略技術，中小企業可享受高達40%至50%的稅收減免。
01 芯片制造旋風吹向美日歐
從1980年英特爾在錢德勒市開設半導體工廠開始，美國亞利桑那州就開始享有“半導體沙漠”的美譽。2021年9月，英特爾在錢德勒的Ocotillo園區有兩座半導體工廠破土動工，分別被命名為52號工廠和62號工廠（建成后，英特爾將在該園區擁有六座工廠）。新工廠計劃量產20A（等效2nm）工藝，兩座制造廠總計耗資約200億美元，原定2024年竣工。
intel工藝節點路線圖，其中20A工藝等效其它企業2nm工藝，來源：網絡
2022年，英特爾再宣布將投資200億美元在俄亥俄州哥倫布市外新建兩座工廠，2025年量產intel 10工藝，不過由于半導體市場放緩以及政府補貼不到位，工期已推遲到2026年。這還只是英特爾在俄亥俄州布局的第一步，它們還希望在當地投入1000億美元，建立一個容納多達八座半導體制造工廠的大型基地。
與此同時，英特爾一直在計劃將代工服務打造為無晶圓廠半導體公司的制造合作伙伴。2024年1月，英特爾宣布與全球前五大晶圓代工廠之一的聯電結盟，雙方針對移動、通信基礎設施和網絡等高增長市場，共同開發12納米工藝，2027年開始量產。
美國以外的市場，英特爾也動作頻頻，2023年先后宣布在波蘭、德國總計投資366億元新建晶圓制造、封裝測試工廠。同年12月也拿到了以色列政府的32億美元補貼，計劃在特拉維夫南部新建一座價值250億美元的芯片工廠。
英特爾的目標是到2030年超過三星電子，成為全球第二大晶圓代工廠。英特爾重新對代工廠產生興趣，是因為美國政府希望通過將芯片業務中心從亞洲遷回美國，重新奪回半導體行業的霸主地位。
“芯片法案”的牽引之下，臺積電2020年也把目光投向了亞利桑那州，將其作為新工廠的落腳點。
臺積電的Fab 21第一期原計劃于2024年投入運營，生產4/5納米芯片，但2023年7月，公司宣布將工廠投產時間推遲到2025年，理由是熟練工人不足。臺積電證實將向美國派遣更多的臺灣工人，以確保這座價值400億美元的工廠“快速達產”。計劃中的第二座工廠預計于2026年投入運營，生產最先進的3納米芯片。兩座晶圓廠完工后，每年將生產超過600,000片晶圓，最終產品價值預計將超過400億美元。
臺積電初試美國市場可謂出師不利，除人員短缺外，文化差異大、工會態度強硬及政府補貼不積極等都是個中原因。臺積電董事長劉德音突然于2023年12月中宣布退休，為美國工廠再添更多變數。一個很大的問題是，臺積電原以為在美國建廠的成本會比在臺灣高出20%，但實際上要高出50%左右。
與美國相反，臺積電在日本建廠則格外順利。2021年11月，臺積電宣布與索尼合資在熊本縣建設該公司在日本的首家半導體工廠，汽車零部件企業日本電裝隨后加入。臺積電的子公司JASM向一廠投資約86億美元，其中日本政府補貼最高4760億日元（約合32億美元），僅花2年8個月就完工，如今二廠的細節也浮出水面——生產比一廠更尖端的6/7納米制程芯片，投資達135億美元，日本政府計劃提供約7500億日元（50億美元）的補貼。
日本對臺積電而言的優勢包括其芯片設備和材料供應商網絡、相似的工作文化以及毗鄰中國臺灣的地理便利性。日本政府更容易打交道，補貼也很高效、慷慨。
此外，臺積電還承諾先后在德國、新加坡累計投資70億美元在當地分別新建晶圓代工廠。
4年前，臺積電是全球地理范圍最為集中的科技巨頭之一，幾乎其全部產能都處于300英里的半徑范圍內——中國臺灣與大陸。如今，它即將成為全球最為多元化的芯片制造商之一。這些都是計劃外的狀況，由此也可窺見半導體供應鏈的急劇變化。
三星目前是全球最大的存儲芯片制造商，其代工業務以較低的兩位數市場份額位居第二，但一直覬覦臺積電長期把持的“頭號交椅”地位。在2030愿景中，三星計劃總共投資1160億美元，成為全球頂級代工企業。
2022年Q1-2023年Q3全球晶圓代工廠市場份額分布，來源：counterpoint
三星早在20世紀90年代末就已進駐美國得克薩斯，在奧斯汀建立了第一家美國半導體制造工廠（現稱為S2代工廠）。2021年，三星宣布將在得克薩斯州泰勒市破土動工建設一座新的半導體制造廠，并將投入約170億美元用于建筑、設備、機械和空間改造，官方稱這是該公司在美國本土進行的最大一筆投資。新工廠將為高性能計算（HPC）、人工智能和5G等技術領域量產5納米芯片，計劃2024年下半年開始運營。
根據三星的說法，這座新的半導體工廠將“提高關鍵邏輯芯片的供應鏈彈性”，這無疑是對2021年困擾美國無數行業的半導體短缺問題的回應。值得注意的是，三星在得克薩斯的新工廠只是雄心勃勃的兩年計劃中的第一座，該計劃旨在在泰勒地區的一個地點建造10座半導體工廠，總成本超過2000億美元。最終的制造工廠預計將于2042年完工。
扎根得克薩斯州的不只是三星半導體，德州儀器2022年開始在北部謝爾曼附近投資300億美元建設一座大型半導體基地，被視為“孤星州”歷史上最大的經濟項目。2023年2月，德州儀器又宣布，投資110億美元在猶他州利哈伊建造第二座12英寸晶圓廠。與上文概述的許多設施一樣，德州儀器的新工廠也受益于當地的大量激勵措施。
其他的建廠動作包括美光、格芯、IBM等，不一而足。得益于《芯片法案》的通過，美國在過去兩年中無疑享受到了半導體制造業的重大繁榮。經過多年的停滯，美國終于有了全新的芯片工廠。到2030年，美國境內進行中、已宣布或正在考慮的半導體項目總值達到2230億～2600億美元。由此，全球主流的芯片制造商將掀起血雨腥風的競爭，利潤率可能下降。
但半導體工廠的復興并沒有完全局限于美國。
未來幾年，德國將通過建設多個新設施來引領歐洲芯片制造業的復興。除了前文提及的英特爾和臺積電的項目，德國最大的半導體制造商英飛凌科技公司2023年宣布，已獲得德國經濟部的批準，開始在德累斯頓市建設一座耗資53.5億美元的工廠。
2021年3月，日本政府宣布出資420億日元，聯合日本三大半導體廠商——佳能、東京電子以及Screen Semiconductor Solutions共同開發2納米工藝。
2022年11月，豐田、索尼、NTT、軟銀等八家日本公司聯合投資成立了一家名為 Rapidus的新公司，目標是在日本研究、開發、設計和制造先進的邏輯半導體，并得到日本政府的支持和價值5億美元的補貼。12月，Rapidus拉來首發2納米的IBM作為合作伙伴，計劃在2030年之前在日本生產世界上最先進的芯片。即便Rapidus尚未投入量產，但已開始著手研發1納米制程，象征Rapidus對推進先進制程的決心。
同時，日本致力于吸引更多晶圓廠進駐，不僅凸顯日本官方振興半導體產業決心，也顯示日本有意成為地緣政治議題下的全球半導體產業新聚落。
還必須指出，雖然新聞媒體重點關注美國、歐洲和日本正在建設的新半導體制造廠，但世界其他地區并沒有忽視對更多半導體晶圓廠的推動。
據2023年9月的一項統計，38家正在建設的半導體工廠位于東亞和東南亞，尤其是中國大陸、中國臺灣、韓國和日本，占全球計劃新建制造工廠總數的一半多一點。在南亞，印度專門拿出用于芯片行業擴張的100億美元，將向符合條件的企業提供最高達項目成本50%的財政支持。利用中國對投資的吸引力下降的新局面，印度總理納倫德拉·莫迪一直散布印度在“建立可信賴的供應鏈”方面可以發揮重要作用。
02 地緣政治、補貼與“全球本土化”
整個2023年，半導體行業仍然處于調整的動蕩之中，但從臺積電、三星們的財報來看，巨頭們對長期趨勢依舊保持樂觀。
據麥肯錫公司預計，到2030年，半導體產業年均增長6%至8%，年收入將達到1萬億美元。該行業必須將產量翻番，才能跟上未來需求的步伐，許多公司競相宣布計劃建造新的晶圓廠。
在很大程度上，如此大規模的投資是由幾個因素促成的：地方當局的激勵方案、支持半導體發展的新立法帶來的政府補貼、工程人才的可用性以及現有的半導體生產供應鏈。其他原因包括地緣政治緊張局勢和制造基地多元化的必要性。
在供應鏈運作良好的時候，芯片企業幾乎沒有動力在東亞以外的地區建立新的晶圓廠。
但是，由于新冠病毒大流行以及隨之而來的供應鏈中斷，芯片的產出和分銷面臨挑戰，中國臺灣2021年的干旱和最近的地緣政治問題使問題更加復雜。這些因素促使企業開始關注工廠選址的多樣化，并探索在美國和歐洲建廠。在評估潛在的新廠址時，能否獲得補貼是主要考慮因素之一。
從更大的角度來看，通過供應鏈多元化和增加國內芯片制造量，美國和歐洲國家試圖讓自己的經濟變得更加具有適應性，以抗擊未來的地緣政治危機。這一切意味著半導體產業“新的全球化”模式到來了——如臺灣環球晶圓公司董事長徐秀蘭所觀察到的，過去半導體是一個全球化的生態圈，亦即一個芯片產品的完成，從原料、設計、晶圓制造到代工晶片及封測等等，常常經由全球不同公司的協作，但現在各國都希望有自己的生態圈。
新模式可以總結為“全球本土化”。為了對抗中國計算科技的持續發展，美國及其主要戰略合作伙伴（特別是七大工業國組織會員），將借著與臺積電和三星等半導體大廠的協作，融入當地的半導體供應鏈及產業生態系統，這些生態系統和供應鏈會被安全地包圍起來，這就是所謂的全球本土化。
然而，吊詭的是，半導體產業仍然是一個全球體系。盡管各國政府都在尋求建立本土優勢，但企業仍在繼續進行海外投資。產業協會SEMI總裁兼首席執行官阿吉特·馬諾查說：“要想完全獨立于其他國家或地區，還需要很長的時間，而且我認為這對我們的產業或技術創新都不是最好的選擇。”
他指出，半導體是一個相互聯系非常緊密的系統。從基板開始制造芯片，前端制造主要在臺灣和韓國進行，組裝業在東南亞。然后，最終測試在美國進行，分銷也從美國開始。整個過程與全球六七個地區相互依存。把所有東西都搬到美國，會帶來很多挑戰。在一個地區建立完整的生態系統將耗費大量時間，而且會錯失專業化的優勢。
03 一座工廠100億美元起
建設新的芯片工廠本身就是一項成本高昂且耗時的工作，并且芯片行業是資本密集型行業。近年來，半導體工廠變得越來越復雜，建造成本也越來越高。
根據市場調研機構IBS統計，隨著技術節點的不斷縮小，集成電路制造的設備投入呈大幅上升的趨勢。以5納米節點為例，其投資成本高達數百億美元，是14納米的兩倍以上，28納米的四倍左右。除了設備成本，由于現在需要更多的空間和更大的建筑，建筑支出也隨之增加。
一座設備齊全的新工廠耗資約100億美元，需要6000名建筑工人耗時約三年才能完工。而研究公司Free Mobile Radio分析師理查·溫沙告訴BBC，用最先進的設備，開設一家的新的芯片代工廠可能要花上250億美元。
以英特爾的愛爾蘭工廠為例，其采用了極紫外光刻（EUV）技術，該工廠目前有7臺由荷蘭制造商阿斯麥制造的光刻機，單價約1.5億美元。在22公里長的軌道上，源源不斷的高架機器人將硅片從一個工具運送到另一個工具，每臺機器人的成本與一輛普通寶馬汽車相當。
即便如此，英特爾還是不吝手筆在全球大規模擴張。CEO帕特·基辛格說：“智能手機、遠程醫療、遠程工作、遠程教育、自動駕駛汽車……人類的每一個方面都在變得更加數字化，而當它們變得數字化時，會在半導體上運行……這是未來人類生存方方面面的核心，而世界需要一個更加平衡的供應鏈來完成這個目標。我們正在入場。”
基爾格的觀察是準確的，半導體正在對更多行業變得更加重要，供應故障被視為經濟和政治威脅。這已不再僅僅是智能手機和個人電腦的問題。從軍事/航空和人工智能系統到超大規模數據中心、醫療設備、交通運輸（汽車、卡車、輪船、飛機、鐵路），更不用說社交媒體、量子計算和加密貨幣，都在使用芯片。這些芯片的設計和制造，以及與之相關的研究，可以提供成千上萬個高薪工作崗位，這使得在岸/離岸外包成為一個熱門的政治話題。
單獨來看，每一個新的芯片廠，都是對未來的巨大賭注。從整體上看，這些項目可能會改變芯片制造的重心，使設計和制造在區域基礎上更加緊密地結合在一起。然而，這種影響能多快顯現出來仍不確定。
麥肯錫公司高級合伙人翁德雷·布 爾卡基說：“在世界其他地方重建任何半導體供應鏈要素都需要時間。”一個新的半導體工廠進入良好運營需要5年時間。技術研發動輒需要10到15年。如果想要在供應鏈中創造更多的彈性，實現更多的本地化，一天之內是無法做到的。供應鏈的特點就是全球性，沒有什么是真正本地化的，因為它為服務全球市場而建立。在這個意義上，你不可能有一個比半導體行業更具全球性的起點。
當前，芯片制造業務在全球范圍內以超大規模運作，需要一條橫跨多個大洲的供應鏈。全球性擴廠將對管理、財務及其他資源產生相當程度的需求，并可能帶來難以克服的挑戰，包括成本增加、工人短缺、天然或人為災害、工業用地不足、環境問題、網絡攻擊、政府補貼不到位、工作文化差異、知識產權保護、各地稅務法規等。臺積電在美國建廠工期的一再延宕就是明證。
放眼未來，半導體供應鏈的多元化和風險緩解會保持為一個相當長時期的主題。最近，新的因素帶來了進一步的震蕩。俄羅斯和烏克蘭、以色列和哈馬斯之間的沖突對供應鏈產生了連鎖反應。需求的持續波動也使得物流業幾乎不可能預測未來的需求。隨著制造商、物流運營商和消費者努力應對不斷涌入的變化，目前存在不可否認的不確定性。
在這樣的情況下，芯片制造商和眾多其他參與者紛紛進行戰略調整，以保護其運營免受不確定性的影響。
投資芯片業，除了減輕意外沖突的影響，為及時供應提供更大的靈活性，還可以以多種方式令投資所在地受益。這些大型、高度復雜的設施的建設過程歷時數年，會創造數以千計的建筑工作崗位。一旦工廠竣工并準備好制造，將需要工程師、技術人員和其他專家來運營它們，從而為周邊地區創造數千個高薪就業崗位。如此投資可能會帶動數十年的就業，從建筑到工藝工程再到材料科學，從而為其所在的城市和社區帶來真正、持久的繁榮。
這些當然是美國、歐盟和日本等在通過相關立法時所設想的。這也是為什么代工廠和設備公司正在規劃巨額投資，以及為什么各國政府正在自己的后院大力推動半導體和相關技術的原因。
