半导体知识大涨,今晚睡前你会想很多。
美国是发明半导体的国家。但如今,它正在重新学习如何制造它……美国发明了半导体,但现在只生产全球产量的10%。1990年时这一比例是37%。为了填补这一差距,1,650亿美元正被投入亚利桑那沙漠
开篇
订阅者朋友,前不久,WSJ记者受Apple邀请,亲自走访了美国境内的半导体供应链设施——从德克萨斯州舍曼的硅晶圆工厂,到亚利桑那沙漠中的TSMC晶圆厂,再到休斯顿的Foxconn组装线。这不是一次单纯的工厂参观,而是美国首次向外界公开展示自己如何重新积累失去了30年的制造能力的过程。
不过,在阅读这篇报道时,我更好奇的是隐藏在华丽数字背后的结构性问题。即便投入1,650亿美元,美国真的能取代台湾吗?
供应链的起点——从沙子到晶圆
半导体供应链的第一步出乎意料地原始。从北卡罗来纳州的沙子中提取高纯度硅,在2,500°F(约1,370°C)的高温下熔化,再培育成圆柱形的锭块1。将其用线锯切割成12英寸晶圆2,经过研磨、检验、包装后送往下一道工序。
承担这项工作的是位于德克萨斯州舍曼的GlobalWafers America(GWA)。它是台湾环球晶圆(GlobalWafers)的子公司,于2022年动工,2025年5月正式开业。投资规模从最初的35亿美元追加40亿美元,扩大到总计75亿美元,还获得了CHIPS法案34.06亿美元的补贴。
这里有一点值得注意。这是20年来,美国首次新建300mm先进硅晶圆工厂。此前,全球约90%的硅晶圆产自东亚。连供应链中最基础的材料都依赖海外,这说明这场回岸[4]的工作需要多么彻底地从零开始。
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晶圆厂的心脏——TSMC亚利桑那能造什么与不能造什么
供应链的核心是晶圆代工4,也就是在晶圆上刻画出数万亿个晶体管5的工序。使这一切成为可能的设备,是ASML的EUV(极紫外)光刻6设备,单台价格高达2.2亿至3.8亿美元。它用激光击打锡滴,产生自然界中不存在的极紫外线,再反射到经过原子级精细打磨的镜面上,将芯片电路描绘到晶圆上。称其为挑战物理学极限的作业,一点也不夸张。(顺便说一句,ASML是我最喜欢的股票之一。)
TSMC计划在亚利桑那沙漠总投资1,650亿美元,建设6座晶圆厂、2座先进封装设施和1座研发中心,是美国历史上规模最大的外国直接投资(FDI)7。目前进展情况整理如下:
- 1号晶圆厂:2024年第四季度开始4nm(N4)工艺量产——正在生产Apple A16芯片、Nvidia Blackwell GPU
- 2号晶圆厂:建设完成,2026年下半年安装设备→目标2027年实现3nm(N3)量产(较原定的2028年提前)
- 3号晶圆厂:2025年4月动工,2nm(N2)及A16工艺→目标2029年投产 *注:nm工艺(纳米工艺):表示刻在芯片上的电路精细程度的单位。数字越小,工艺越精细,性能越好。技术按4nm→3nm→2nm的顺序进步,1nm约为头发丝粗细的十万分之一。不过它并不精确对应实际的物理尺寸,更接近于区分技术代际的营销名称。
但这里暴露出了结构性的局限。TSMC亚利桑那目前生产的是Apple的A16芯片——用于iPhone 15和入门级iPad的芯片。而最新iPhone 17搭载的A19芯片,则使用只能在台湾生产的更先进工艺。而且,晶圆厂产出的晶圆还必须再运回亚洲,进行切割、封装8成独立芯片,因为美国目前还没有先进封装设施。
简单来说,美国已经开始“烘烤”芯片,但制造最新芯片或将其组装成成品,依然要依赖台湾。
最后一块拼图——组装线的现实
供应链的最后一个环节是FATP(Final Assembly, Test and Pack,最终组装、测试与包装)9。在休斯顿北部的Foxconn设施,Apple正以每小时约10台的速度组装AI服务器。计划还要在此追加Mac Mini生产线——通过改造一座22万平方英尺(约2万平方米)的闲置仓库来实现。
Tim Cook首席执行官表示:“我们深度致力于美国制造业的未来。”Apple正是以未来4年在美国投资6,000亿美元计划的一部分来推进这项扩张。但有几个数字值得留意:
- Mac Mini占整个Mac销量不到5%,占Apple总营收的约1%。
- 亚洲的组装设施雇佣着数十万名员工,而休斯顿的规模只有数百人
- iPhone的组装仍然在中国和印度进行 这在象征意义上很大,但从规模的现实来看,却是另一回事。对Apple而言,Mac Mini是风险最低的试验案例——产量少,即便出问题,对利润的影响也很小。也就是说,这是一种既能传递“美国制造”的政治信息,又不触动核心供应链的策略。当然,这一策略也可能会因OpenClaw带来的Agent热潮,以及Macbook Neo的大获成功,而让MacMini发生重大转变。
Oswarld视角
老实说,我认为这篇报道所呈现的画面,一半是真心,一半是政治。
企业向媒体公开供应链,通常出于两种原因。第一,确实有值得炫耀的成果。第二,是向利益相关方释放“我们在努力”的信号。Apple此次的参观活动,看起来更接近第二种情况。在特朗普政府的关税压力和回岸要求下,Apple正借TSMC和Foxconn之力,打造“美国境内确实存在供应链”的叙事。
但数据是冷酷的。美国在全球半导体制造中的份额,从1990年的37%下降到了2022年的约10%至12%。由CHIPS法案带动的民间投资已超过5,400亿美元,计划到2032年将美国国内芯片制造能力提升至三倍。然而,TSMC亚利桑那的月产量要达到台湾的水平,可能需要10年以上。TSMC自身的分析也显示,在美国建设晶圆厂的成本是台湾的4至5倍。
在我看来,核心问题是这个:美国想要的究竟是半导体的“自给自足”,还是一份“保险”?如果是前者,以目前的速度远远不够;如果是后者,方向是对的,但需要管理好预期。如果台海危机或大地震明天就发生,今天动工的晶圆厂根本帮不上忙。半导体回岸是一项以十年为单位的基础设施工程,而不是应对短期危机的对策。
还有一点——WSJ观察到这些工厂里几乎看不到人,这一点意味深长。半导体制造是高度自动化的产业。美国想要夺回这一产业,并非为了创造大量就业,而是为了消除战略脆弱性。这是一项安全政策,而非就业政策。只有明确这一区分,才能缩小期望与现实之间的落差。
结语
- 美国半导体供应链在晶圆→晶圆代工→组装的所有环节都已开始重建,但每个环节与亚洲的差距依然明显
- Apple和TSMC的投资是真实的,但最先进的工艺和封装仍然依赖台湾——美国目前能制造的,还是落后一代的芯片
- 只有把这理解为一项10到20年为单位的基础设施工程,而非短期应对措施,才能区分真正的进展与政治包装 如果您对这个主题有更多兴趣,下面Carnegie Endowment的报告很好地梳理了CHIPS法案的结构性局限。它不仅能帮助理解回岸的“为什么”,也能帮助理解“究竟缺什么”。
参考资料与延伸阅读
- Christopher Mims,“What I Saw Inside Apple’s U.S. Chip Supply Chain”,The Wall Street Journal,2026年。:这是今天新闻通讯的出发点报道,是一份罕见的对供应链各环节进行实地采访的记录。
- Semiconductor Industry Association,“2025 State of the U.S. Semiconductor Industry”,2025年。:这是一份用数据梳理美国半导体产业现状的年度报告,可以从中了解制造份额下降及复苏前景。
- TSMC Arizona官方页面。https://www.tsmc.com/static/abouttsmcaz/index.htm:可以直接查看6座晶圆厂的计划、投资规模和工艺路线图。
- Carnegie Endowment for International Peace,“After the CHIPS Act: The Limits of Reshoring and Next Steps for U.S. Semiconductor Policy”,2022年。
- Deloitte,“2026 Global Semiconductor Industry Outlook”,2026年。
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作者安光涉是世宗大学经营学教授,也是 OBF(Oswarld Boutique Consulting Firm)首席顾问。他在大学教授经营数据管理、商业分析等统计与数据分析课程,同时在产业现场负责 GTM 与人工智能战略咨询,设计技术与商业的连接方式。他曾发表关于 AI 对话系统记忆架构(HEMA)的学术论文,并运营每日策展全球 AI 论文的 Daily Arxiv 项目。他毕业于高丽大学技术经营专业研究生院与 KMBA,著有《把思考交出去的人:Homo Brainless》。
注释
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锭块(Ingot):将熔化的硅培育成圆柱形的块状物。将其切成薄片即可制成晶圆,可以说是半导体的起点。 ↩
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晶圆(Wafer):将锭块切成薄片后得到的圆形硅板,起着半导体芯片“画布”的作用。12英寸(300mm)是目前最先进的标准,一片晶圆上可以制造出数百个芯片。 ↩
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CHIPS法案(CHIPS and Science Act):2022年在美国通过的半导体振兴法案,规模约527亿美元,投资于半导体制造补贴、研发和人才培养。简单来说,就是一项“只要在美国建半导体工厂,政府就出钱资助”的法案。 ↩
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晶圆代工(Foundry):并不亲自设计芯片,而是代替其他公司生产其设计芯片的专业制造企业,TSMC是其中的代表。用餐厅来比喻的话,就是食谱由主厨(Apple、Nvidia)来设计,而烹饪则由专业厨房(TSMC)来完成的结构。 ↩
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晶体管(Transistor):控制电流通断的超微型开关,是半导体芯片最基本的构成单元,数量越多,芯片性能越高。最新的芯片中包含数十亿到数万亿个晶体管。 ↩
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EUV光刻(Extreme Ultraviolet Lithography):利用极紫外线在晶圆上刻画电路图案的设备。目前只有荷兰的ASML能够制造,单台价格高达数千亿韩元,是半导体制造中最核心、也最昂贵的设备。 ↩
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FDI(Foreign Direct Investment,外国直接投资):外国企业直接在他国建立工厂或事业体的投资形式,区别于单纯购买股票的组合投资,指的是建设并运营实体设施的投资。 ↩
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封装(Packaging):将晶圆切割成独立芯片后,安装到基板上以便与外部电路连接,并覆盖保护材料的工序。先进封装已发展为将多个芯片整合为一体以提升性能的技术,近来其重要性已不亚于芯片设计本身,成为关键的竞争力所在。 ↩
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FATP(Final Assembly, Test and Pack):半导体供应链的最后阶段,是将芯片和零部件组装成产品,测试是否正常工作后包装出货的过程,相较于半导体制造本身,是更具劳动密集型特征的工序。 ↩
