芯片产能正在全球多点重建,而不是集中在一处
德州仪器2024年10月24日说,日本会津工厂已经开始生产氮化镓功率芯片。加上达拉斯原有的产线,公司在美国和日本的氮化镓自有产能翻了两番。同一周,一场飓风让人看到供应链上某些环节有多窄。

德州仪器很少因为多开一条产线而上新闻。这次值得多看一眼。这家达拉斯公司2024年10月24日说,日本会津工厂已开始生产氮化镓功率半导体。加上达拉斯现有的氮化镓产线,公司自有氮化镓产能翻了两番。公告发在德州仪器自己的新闻室。
这是一条产能新闻,也是一条供应链新闻。它说明芯片制造商把风险放在哪里。
德州仪器说,会津的200毫米氮化镓工艺已经通过量产认证。公司负责技术与制造的高级副总裁Mohammad Yunus在新闻稿里说,到2030年内部制造比例要超过95%,同时仍从德州仪器的多个据点采购。氮化镓是功率芯片里硅的替代品,用在适配器、电机、服务器电源上。德州仪器还说,当年早些时候已经在300毫米晶圆上试做氮化镓工艺开发,氮化镓工艺可以完全转移到300毫米,这是公司自己说的扩产路径。这些都不是消费级产品的数字。它们重要,是因为功率芯片压在数据中心、汽车和空调底下,也因为德州仪器有意把这块活收回自己做。
与此同时,北卡罗来纳州的一条路
2024年10月1日,Tom's Hardware报道,飓风海伦袭击了北卡罗来纳州Spruce Pine。那里有供应半导体行业的高纯度石英矿。报道说,风暴给这个镇带来超过两英尺的降雨,道路通行被切断,居民断电。两家矿业公司Sibelco North America和The Quartz Corp的损失一时难以评估。同一篇报道说,The Quartz Corp对The Verge表示,现在判断高纯度石英生产设施是否受影响还太早。Tom's Hardware写道,Sibelco已确认暂停运营,但电话服务中断,该媒体联系不上公司。
石英坩埚在硅被拉制成锭时盛放熔融硅。石英必须纯净,杂质会迁移进熔体。Spruce Pine正是大部分纯料的来源地。
但“所有芯片制造都依赖Spruce Pine”这个被广泛转发的说法太绝对。Brian Potter在2024年11月8日的Construction Physics上梳理了工艺和替代方案。这篇文章说,Spruce Pine估计每年生产18万到20万吨高纯度石英,当地两家矿商是Covia(原Unimin,比利时集团Sibelco的子公司)和挪威的Quartz Corp。切断供应不会让半导体完全停摆,但会拉低良率、推高成本。Potter写道,高纯度石英每吨约1万美元,一个坩埚要几千美元,能用约400小时,他引用的一篇论文估计坩埚占单晶硅锭制造成本的30%。
这才是更有用的框架。蓝岭山脉里的一个小镇不等于整个行业。它只是一种替代品很少的投入品,而替代品正在被开发。Potter指出,新的坩埚材料会是件大事,不只是因为它能消除瓶颈,还因为石英总体上制约着硅锭生产的效率。
印度开出更大的支票
西方的芯片政策一直是想把晶圆厂搬回本国,印度最新的动作则同时盯着规模和深度。TechCrunch在2026年7月15日报道,新德里推出了一项价值6250亿卢比的手机制造计划,约合65亿美元,为期五年。合格销售额可获2.25%到5%的激励,在印度采购关键零部件和子组件再加1.5%。该报道还说,政府又承诺1.28万亿卢比,约合133亿美元,用于本土半导体制造,扩大2021年启动的100亿美元芯片激励计划,并加大对设备、材料、设计和研究的支持。
背景比标题数字更重要。TechCrunch引用Counterpoint Research的数据:2025年中国占全球智能手机产量的63%,印度占18%。苹果2017年开始在印度组装iPhone,目前约25%的iPhone在那里生产,供应商包括富士康和塔塔集团。手机计划持续到2031年3月。政府预计这一时期手机产量约39万亿卢比,约合4050亿美元,并创造约6万个直接就业岗位。IT部长Ashwini Vaishnaw在发布会上说,面向印度品牌的产品设计与研究,合格销售额还可再拿3%的额外激励。
“苹果将直接受益,”IDC副总裁Navkendar Singh对TechCrunch说。他还说,印度不断增强的制造和出口资历,可能让苹果更有信心从中国分散出去。
Counterpoint Research研究总监Tarun Pathak对同一家媒体说,存储价格达到历史新高,品牌希望在零部件采购上省下每一分钱。从长期看,卢比走弱推高进口成本,本地生产可能划算。两条评论指向同一件事:组装不是奖赏。
马来西亚的角度
马来西亚的说法不一样。该国第二财政部长Amir Hamzah Azizan在华盛顿举行的IMF春季会议期间对CNBC的Karen Tso说,半导体领域正处于上行周期,马来西亚会从中受益。这次采访发布于2024年4月18日。他说,马来西亚不把最大贸易伙伴中国视为对手:“我认为现实是,增长足够多,大家都有份。”他还说,马来西亚不会在美国正引入零部件的尖端领域正面硬碰,重点在于延伸价值链和规模经济。
CNBC文章引用马来西亚投资发展局的数据:马来西亚占全球芯片封装、组装和测试市场的13%。文章说这一数字来自2月18日的一份报告。这是后端工作,政府表示希望往上走。这位部长的论点是,终端用户的多元化是真实存在的,供应链连接性是值得推销的东西。与印度的说法相比,这是温和的主张,也许也是更诚实的一个。
自动化的问题
产能不只是厂房。IEEE Spectrum在2024年12月刊登了Jesse Aronstein写的一段历史,讲的是Project SWIFT。这是IBM从1970年开始的一项努力,由Bill Harding领导,目标是完全自动化晶圆制造,并在不到一天内生产出集成电路。这篇文章说,SWIFT完成工艺每一层平均用5小时,而现代最快的晶圆厂每层需要19小时,行业平均为36小时。今天的芯片层数更多、晶圆更大,这种比较并非同类相比,但差距大到足以引人注意。
Aronstein当时在场。他写道,他第一次见到Harding是在1962年,当时IBM正准备打造System/360。在他演示处理未封装半导体裸片时,Harding对他吼道:“那到底有什么用?”Harding在二战中巴顿的第三集团军里三次负伤。用Aronstein的话说,作为IBM的管理者,他有些粗鲁。文章说,这个项目的进步如今在自动化晶圆厂里已司空见惯,但它的周转时间从未被追平。
这个行业正在日本、印度、马来西亚和美国增加产能,而它每层的速度仍然慢于五十多年前在East Fishkill由一位粗鲁的中层管理者建起的那条线。产能竞赛是真的。生产率竞赛可能是更老的问题。
资料来源
6- 01Texas Instruments expands internal manufacturing for gallium nitride (GaN) semiconductors, quadrupling capacityEN
- 02Hurricane Helene devastates quartz mines critical for worldwide semiconductor manufacturingEN
- 03Does All Semiconductor Manufacturing Depend on Spruce Pine Quartz?EN
- 04India bets billions on breaking China's grip on smartphone manufacturingEN
- 05Malaysia is unfazed by China, U.S. chip competition, minister saysEN
- 06The Forgotten Story of How IBM Invented the Automated FabEN
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