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台积电美国厂首批4nm晶圆量产落地,仍需运回台湾封装

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据台湾工商时报等媒体报道,台积电位于美国亚利桑那州的晶圆厂已成功完成首批4nm制程芯片晶圆的生产,标志着美国本土先进制程晶圆制造实现重大突破。首批晶圆产量超过2万片,涵盖英伟达Blackwell系列AI GPU、苹果A系列处理器及AMD第五代EPYC数据中心处理器,目前这批产品已运回中国台湾进行后续封装。

晶圆制造本土化突破,产能集中三大客户

台积电亚利桑那厂自2024年底启动4nm制程量产以来,已承接苹果、英伟达、AMD三家核心客户的订单。其中,苹果A16芯片将用于iPhone系列,AMD EPYC处理器瞄准数据中心市场,而英伟达Blackwell GPU则专为AI计算设计。

据台积电官方文件显示,该工厂首期产能以4nm制程为主,规划未来扩展至3nm及2nm制程。

尽管晶圆制造环节实现本土化,但先进封装技术仍高度依赖台湾地区。以英伟达Blackwell GPU为例,其晶圆在亚利桑那厂完成前段制程后,需运回台湾采用CoWoS(芯片封装技术)进行高密度封装。台积电内部数据显示,2024年底其CoWoS月产能约7.5万片,2025年因应AI芯片需求激增,预计扩增至11.5万片。

千亿美元投资计划曝光,封装厂建设滞后

为强化美国本土供应链,台积电宣布启动千亿美元级资本支出计划,拟在亚利桑那州增建两座先进封装厂。然而,根据台积电财报会议披露,两座封装厂的实际投产时间仍需数年。

目前,台积电正通过与美国封装厂商安靠(Amkor)合作,利用后者在亚利桑那州皮奥里亚市新建的封装厂提供临时支持,但技术主体仍依赖自身CoWoS等核心工艺。

行业分析指出,先进封装产能的集中化趋势与技术门槛密切相关。以3nm晶圆为例,单片成本高达2.3万美元,一个批次的成本超过1700万台新币,封装环节的失误可能导致巨额损失,全球仅有台积电CoWoS、英特尔Foveros等少数技术体系可满足高端需求。

美国制造政策推动,挑战与争议并存

台积电美国建厂进程与美国政府推动半导体产业链回归的政策密切相关。

2020年台积电宣布首期120亿美元投资后,2023年追加至400亿美元建设第二座晶圆厂,2024年进一步扩大至650亿美元规划第三座工厂。2025年3月,台积电董事长魏哲家宣布,未来四年将再投1000亿美元,在美构建包含六座晶圆厂、两座封装厂及研发中心的制造集群,总投资规模达1650亿美元。

然而,项目推进面临多重挑战。台积电曾公开承认,因专业技术人员短缺,亚利桑那厂4nm制程量产时间由2024年推迟至2025年。此外,台湾地区舆论担忧,大规模对美投资可能导致技术外流与本地产业链空心化。

AI芯片需求驱动产能竞赛

随着AI算力需求爆发,台积电先进封装产能成为全球争夺焦点。除英伟达外,苹果A20芯片已确定采用2nm制程搭配WMCM封装技术,其首条专用产线将于2026年底在台湾嘉义AP7厂投产,预计月产能将达到5万片,主要用于支持iPhone18 Pro Max、iPhone18 Fold等旗舰机型芯片的生产。

对于美国市场,台积电亚利桑那厂未来规划包括:

2025年:首座4nm晶圆厂全面量产;

2028年:第二座3nm晶圆厂投产;

2030年:第三座2nm晶圆厂及后续工厂启动生产。

尽管台积电试图通过本土化布局减少地缘风险,但短期内,台湾地区在先进封装领域的绝对优势仍难以撼动。