芯東西（公眾號：aichip001）
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高歌
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芯東西6月7日訊息，近日，中國臺灣晶片代工廠商臺積電在美國亞利桑那州的5nm晶圓廠已經開始建造，該廠將花費120億美元，計劃於2024年投產。無獨有偶，美國晶片廠商英特爾也在此前宣佈將耗資200億美元在亞利桑那州建設兩座晶圓廠。
從用水來看，亞利桑那州似乎並不是晶圓廠的最優選擇。晶片製造一直是用水大戶，據統計，臺積電2019年的用水量相當於7。9萬個奧運游泳池的容量，1個晶圓廠每天需要使用2-4百萬加侖（約合0。757-1。514萬立方米）的水。
▲CNBC對晶圓廠用水的描述（來源：CNBC）
但根據美國國家氣候資料中心的資料，亞利桑那州在1970年至2000年間，平均降雨量僅為13。6英寸（約合34。544釐米），是美國的第四大幹旱州。
為什麼亞利桑那州水資源如此匱乏，仍能吸引英特爾、臺積電興建先進晶圓廠？哪些特殊條件吸引了這些頂尖晶片製造商紛至沓來？這對其他地區是否有借鑑意義？對此，美國商業新聞媒體CNBC進行了系統地分析。
一、亞利桑那州自然災害較少，電能充沛
事實上，針對水資源問題，英特爾等廠商早有準備。英特爾官網顯示，該公司正在全球各地進行水源修復專案。其中，英特爾在亞利桑那州已經資助了15個水資源修復專案，而這些專案將每年增加9。37億加侖（約合354。69萬立方米）的水資源。
美國市場研究公司Forrester的副總裁兼研究主管Glenn O’Donnell也提到，當前晶圓廠的很多用水可以進行迴圈利用，雖然對水資源的需求較大，但是在執行過程水資源損耗並沒有想象中的那麼大。
▲英特爾在亞利桑那州的水資源修復專案（來源：英特爾）
美國市場調研公司Gartner的副總裁兼分析師Alan Priestley稱，亞利桑那州的基礎設施完備，將會確保足夠的水資源供應。該州的用水量也在逐步下降，亞利桑那州的州長Doug Ducey對媒體稱：“沒有哪個州在水資源方面做的更好，我們將繼續關注這一問題。”
除了水資源，亞利桑那州的其他地理環境則對晶片製造來說十分有利。
首先，相比於美國的很多地區，亞利桑那州地震、颶風、野火等自然災害較少。
O’Donnell強調，晶片的精度要求十分高，即使是微小的震動也會毀掉一整批晶片。之前，英特爾在美國的西海岸有一些晶圓廠，但是因為那裡容易受地震影響，英特爾在西海岸的晶圓廠不得不採取很多措施進行防護。
此外，O’Donnel提到，亞利桑那州還擁有充足的陽光，這帶來了“可靠、充足的綠色電力”。另外，在亞利桑那州的鹽河（Salt River ）上還建有水電專案，該專案可以保障晶圓廠的電能使用。
二、半導體佈局超40年，人才優勢顯著
除了相對優越的地理環境，亞利桑那州的產業佈局也是英特爾、臺積電建設晶圓廠的主要原因。
亞利桑那州的半導體產業佈局已有數十年的歷史，擁有完善的半導體生態。根據亞利桑那州官網，其半導體生態覆蓋半導體裝置、材料、晶圓製造、封裝及測試四個領域，ASML、應用材料、臺積電、英特爾、高通、恩智浦等眾多行業供應鏈巨頭都在其中。
其中，英特爾從1980年就開始在亞利桑那州製造晶片，自1996年以來，英特爾已經在亞利桑那州投資了500億美元，並提供了1萬6千個工作崗位。
根據統計，亞利桑那州共有155家半導體廠商，其半導體出口金額在美國排第4，相應的工作崗位數量排在全美前三。
▲亞利桑那州的半導體生態（來源：亞利桑那州官網）
由於亞利桑那州佈局的半導體產業的時間超過40年，當地的大學在半導體設計課程和相關研究方面也積累了強勁的實力，可以為半導體廠商提供足夠的人才。
事實上，亞利桑那州立大學是全美最大的大學之一，連續6年被《美國新聞與世界報道（U。S。 News & World Report）》評為最具創新力的大學。亞利桑那州立大學的Ira A。 Fulton工程學院擁有20多個世界一流的機器人和工程實驗室，其2019年研發支出超過1。15億美元。
除此之外，亞利桑那州與洛杉磯相距不遠，從斯坦福大學和加州理工到當地只需要不到2個小時，在吸引和留住人才方面位居全美第二。
從政治角度來說，臺積電和英特爾帶來的投資和工作崗位將為亞利桑那州政府帶來大量選票。因此，亞利桑那州州政府也為半導體廠商投資提供了良好的條件。據外媒報道，亞利桑那州的公司稅率為4。9%，是全美最低的稅率之一；臺積電和英特爾的建廠計劃也得到了聯邦、州、市等各級政府的幫助，亞利桑那州州長Doug Ducey說：“亞利桑那州正在成為世界半導體中心。”
▲亞利桑那州州長出席英特爾活動（來源：CNBC）
三、得克薩斯州：370家公司構建完備產業生態
與亞利桑那州類似，美國得克薩斯州此前也被惡劣的自然氣候所困擾。今年2月份，得克薩斯州發生暴風雪，三星、恩智浦、英飛凌等廠商的工廠紛紛停工。在這之後，韓國半導體廠商三星依舊計劃斥資170億美元在得克薩斯州奧斯汀建設一家3nm晶圓廠。值得注意的是，得克薩斯州奧斯汀與亞利桑那州鳳凰城兩座城市在很多方面都有相似之處。
在經濟發展和人口增幅方面，得克薩斯州和亞利桑那州具有相同的特性。根據彭博社對美國人口普查資料的分析，在七個大都市區中，亞利桑那州首府鳳凰城每天淨遷移人口數量為213人，排名第1；得克薩斯州達拉斯為183人每天，排名第二；得克薩斯州奧斯汀為183人每天，排名第3。
而根據LinkedIn使用者資料的郵編變化，2020年4月到10月期間，德克薩斯州奧斯汀流入人口排名第一，亞利桑那州鳳凰城排名第二，其生活費用排名分別為第77名和第76名。
在基建上，得克薩斯州和亞利桑那州兩個州的得分也非常高。2020年，得克薩斯州被評為全美基礎建設指數最高的州，亞利桑那州則是第三名。
從人才培養上來講，得克薩斯州也有Rice University等頂級理工類大學。2015年，得克薩斯州還展開了州長大學研究計劃（GURI），該計劃旨在提升得克薩斯州公立學院及大學的實力，併為傑出的研究人員發放最高達500萬美元的研究撥款。
最後，綜合得克薩斯州的半導體產業佈局，得克薩斯州也具有從設計到製造等多個環節的產業鏈玩家。具體來說，得克薩斯州的半導體和電子元件工人數量在全美排名第二，共有370家公司，包括德州儀器、三星、英飛凌、恩智浦、英特爾、AMD、高通、英偉達等眾多頭部廠商。
▲得克薩斯州半導體產業分佈（來源：得克薩斯州官網）
結語：人才、基建和生態成半導體產業發展關鍵
隨著全球缺芯的蔓延，已經有數家公司提出了擴產、建廠計劃。但是在行業火熱的情況下，我們也看到臺積電、聯電等企業於今年遭遇缺水、停電、地震等多次事故；而得克薩斯州的暴風雪也引發了當地的大停電，這使恩智浦、英飛凌等公司的晶片工廠都發生了停工。從中，我們也看到了基建保證與正確選址的重要性。
而除了自然環境和基礎建設，英特爾、三星、臺積電等晶片巨頭在挑選工廠選址時，會更加青睞那些人才培養機制完備、產業生態完善的地區。由是可見，人才、基建和產業生態均是半導體產業發展的關鍵。